IIT JEE 2002 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

22 QuestionsHindiWith Solutions

ChemistryQ122 of 22 questions

Page 1 of 1 · Hindi

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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
दो समान संधारित्रों की धारिता $C$ है। उनमें से एक को $V_1$ और दूसरे को $V_2$ विभव तक आवेशित किया जाता है। संधारित्रों के ऋणात्मक सिरों को एक साथ जोड़ा जाता है। जब धनात्मक सिरों को भी जोड़ा जाता है,तो संयुक्त निकाय की ऊर्जा में कमी होगी
A
$\frac{1}{4}C(V_1^2 - V_2^2)$
B
$\frac{1}{4}C(V_1^2 + V_2^2)$
C
$\frac{1}{4}C(V_1 - V_2)^2$
D
$\frac{1}{4}C(V_1 + V_2)^2$

Solution

(C) निकाय की प्रारंभिक ऊर्जा $U_i = \frac{1}{2}CV_1^2 + \frac{1}{2}CV_2^2$ है।
जब संधारित्रों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो उभयनिष्ठ विभव $V = \frac{CV_1 + CV_2}{2C} = \frac{V_1 + V_2}{2}$ होता है।
निकाय की अंतिम ऊर्जा $U_f = \frac{1}{2}(2C)V^2 = C \left( \frac{V_1 + V_2}{2} \right)^2 = \frac{1}{4}C(V_1 + V_2)^2$ है।
ऊर्जा में कमी $\Delta U = U_i - U_f = \frac{1}{2}C(V_1^2 + V_2^2) - \frac{1}{4}C(V_1 + V_2)^2$ है।
इसे सरल करने पर,$\Delta U = \frac{1}{4}C [2V_1^2 + 2V_2^2 - (V_1^2 + V_2^2 + 2V_1V_2)] = \frac{1}{4}C(V_1^2 + V_2^2 - 2V_1V_2) = \frac{1}{4}C(V_1 - V_2)^2$ प्राप्त होता है।
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पॉलीफॉस्फेट्स का उपयोग जल मृदुकारी (water softening) एजेंट के रूप में किया जाता है क्योंकि वे
A
ऋणायनिक प्रजातियों के साथ घुलनशील संकुल बनाते हैं
B
ऋणायनिक प्रजातियों का अवक्षेपण करते हैं
C
धनायनिक प्रजातियों के साथ घुलनशील संकुल बनाते हैं
D
धनायनिक प्रजातियों का अवक्षेपण करते हैं

Solution

(C) पॉलीफॉस्फेट्स (जैसे सोडियम हेक्सा मेटाफॉस्फेट या $STPP$) का उपयोग जल मृदुकारी एजेंट के रूप में किया जाता है क्योंकि वे कठोर जल में उपस्थित $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ जैसे धातु धनायनों के साथ घुलनशील संकुल बनाते हैं,जिससे वे साबुन या डिटर्जेंट के साथ अवक्षेप बनाने से रुक जाते हैं।
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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
मान लीजिए $P(-1, 0)$,$Q(0, 0)$ और $R(3, 3\sqrt{3})$ तीन बिंदु हैं। तो कोण $\angle PQR$ के समद्विभाजक का समीकरण ज्ञात कीजिए।
A
$\frac{\sqrt{3}}{2}x + y = 0$
B
$x + \sqrt{3}y = 0$
C
$\sqrt{3}x + y = 0$
D
$x + \frac{\sqrt{3}}{2}y = 0$

Solution

(C) $QP$ की ढाल $0$ है (क्योंकि $P$ और $Q$ $x$-अक्ष पर स्थित हैं)।
$QR$ की ढाल $\frac{3\sqrt{3} - 0}{3 - 0} = \sqrt{3}$ है।
इसका अर्थ है कि $QR$ धनात्मक $x$-अक्ष के साथ $60^\circ$ का कोण बनाता है।
चूंकि $QP$ ऋणात्मक $x$-अक्ष पर स्थित है,इसलिए $\angle PQR = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ$ है।
$\angle PQR$ का कोण समद्विभाजक $QP$ (ऋणात्मक $x$-अक्ष) के साथ $60^\circ$ का कोण बनाएगा।
अतः,समद्विभाजक धनात्मक $x$-अक्ष के साथ $180^\circ - 60^\circ = 120^\circ$ का कोण बनाता है।
मूल बिंदु $(0, 0)$ से गुजरने वाली और $m = \tan(120^\circ) = -\sqrt{3}$ ढाल वाली रेखा का समीकरण $y = -\sqrt{3}x$ है,जिसे $\sqrt{3}x + y = 0$ के रूप में लिखा जा सकता है।
Solution diagram
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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
मान लीजिए $\vec{V} = 2\hat{i} + \hat{j} - \hat{k}$ और $\vec{W} = \hat{i} + 3\hat{k}$ है। यदि $\vec{U}$ एक इकाई सदिश है,तो अदिश त्रिक गुणनफल $[\vec{U} \, \vec{V} \, \vec{W}]$ का अधिकतम मान ज्ञात कीजिए।
A
$-1$
B
$\sqrt{10} + \sqrt{6}$
C
$\sqrt{59}$
D
$\sqrt{60}$

Solution

(C) अदिश त्रिक गुणनफल $[\vec{U} \, \vec{V} \, \vec{W}] = \vec{U} \cdot (\vec{V} \times \vec{W})$ के रूप में परिभाषित है।
सबसे पहले,सदिश गुणनफल $\vec{V} \times \vec{W}$ की गणना करें:
$\vec{V} \times \vec{W} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 2 & 1 & -1 \\ 1 & 0 & 3 \end{vmatrix} = \hat{i}(3 - 0) - \hat{j}(6 - (-1)) + \hat{k}(0 - 1) = 3\hat{i} - 7\hat{j} - \hat{k}$.
मान लीजिए $\vec{A} = \vec{V} \times \vec{W} = 3\hat{i} - 7\hat{j} - \hat{k}$ है।
तब $[\vec{U} \, \vec{V} \, \vec{W}] = \vec{U} \cdot \vec{A} = |\vec{U}| |\vec{A}| \cos \theta$,जहाँ $\theta$,$\vec{U}$ और $\vec{A}$ के बीच का कोण है।
चूंकि $\vec{U}$ एक इकाई सदिश है,इसलिए $|\vec{U}| = 1$ है।
अतः,अदिश त्रिक गुणनफल का मान $|\vec{A}| \cos \theta$ है।
अधिकतम मान तब प्राप्त होता है जब $\cos \theta = 1$ हो,जो कि $|\vec{A}|$ के बराबर है।
$|\vec{A}| = \sqrt{3^2 + (-7)^2 + (-1)^2} = \sqrt{9 + 49 + 1} = \sqrt{59}$.
इसलिए,अधिकतम मान $\sqrt{59}$ है।
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ChemistryMediumMCQIIT JEE · 2002
निम्नलिखित में से कौन सा आयतन $(V)$-तापमान $(T)$ आलेख एक वायुमंडलीय दाब पर एक मोल आदर्श गैस के व्यवहार को दर्शाता है?
A
Option A
B
Option B
C
Option C
D
Option D

Solution

(C) चार्ल्स के नियम के अनुसार,स्थिर दाब पर गैस की निश्चित मात्रा के लिए,आयतन निरपेक्ष तापमान के सीधे समानुपाती होता है: $V \propto T$ या $\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$.
दिया गया है: $V_1 = 22.4 \ L$,$T_1 = 273 \ K$,$T_2 = 373 \ K$.
हमें $V_2$ ज्ञात करना है:
$V_2 = V_1 \times \frac{T_2}{T_1} = 22.4 \ L \times \frac{373 \ K}{273 \ K} \approx 30.6 \ L$.
अतः,$(30.6 \ L, 373 \ K)$ बिंदु को दर्शाने वाला आलेख सही है।
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ChemistryDifficultMCQIIT JEE · 2002
$Ph-C \equiv C-CH_3 \xrightarrow{Hg^{2+}/H^{+}} A$. $A$ क्या है?
A
Option A
B
Option B
C
Option C
D
Option D

Solution

(A) आंतरिक एल्काइन की $Hg^{2+}/H^{+}$ के साथ अभिक्रिया (कुचेरोव अभिक्रिया) में एल्काइन का जलयोजन होकर कीटोन बनता है।
असममित एल्काइन $Ph-C \equiv C-CH_3$ के लिए,जलयोजन ट्रिपल बॉन्ड के किसी भी कार्बन पर हो सकता है।
हालाँकि,कीटोन का निर्माण मध्यवर्ती कार्बोकेशन की स्थिरता या प्रतिस्थापियों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों द्वारा निर्धारित होता है।
इस मामले में,अभिक्रिया मुख्य उत्पाद के रूप में $Ph-CO-CH_2-CH_3$ (प्रोपियोफिनोन व्युत्पन्न) बनाती है,जो चित्र $287-$a474 में दर्शाई गई संरचना के अनुरूप है।
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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
$k$ के उन पूर्णांक मानों की संख्या,जिनके लिए समीकरण $7\cos x + 5\sin x = 2k + 1$ का एक हल है,है
A
$4$
B
$8$
C
$10$
D
$12$

Solution

(B) व्यंजक $a\cos x + b\sin x$ का परिसर $[-\sqrt{a^2 + b^2}, \sqrt{a^2 + b^2}]$ होता है।
समीकरण $7\cos x + 5\sin x = 2k + 1$ के लिए,$7\cos x + 5\sin x$ का परिसर $[-\sqrt{7^2 + 5^2}, \sqrt{7^2 + 5^2}] = [-\sqrt{74}, \sqrt{74}]$ है।
चूंकि $\sqrt{74} \approx 8.6$,हल के लिए शर्त $-\sqrt{74} \le 2k + 1 \le \sqrt{74}$ है।
अनुमानित मान रखने पर: $-8.6 \le 2k + 1 \le 8.6$.
सभी भागों से $1$ घटाने पर: $-9.6 \le 2k \le 7.6$.
$2$ से विभाजित करने पर: $-4.8 \le k \le 3.8$.
$k$ के पूर्णांक मान $\{-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3\}$ हैं।
इनकी गणना करने पर,कुल $8$ मान प्राप्त होते हैं।
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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
यदि वृत्त $x^2 + y^2 + 6x + 6y = 2$ पर बिंदु $P$ पर खींची गई स्पर्श रेखा,$y$-अक्ष पर स्थित बिंदु $Q$ पर सरल रेखा $5x - 2y + 6 = 0$ से मिलती है,तो $PQ$ की लंबाई ज्ञात कीजिए।
A
$4$
B
$2\sqrt{5}$
C
$5$
D
$3\sqrt{5}$

Solution

(C) माना बिंदु $P$ $(x_1, y_1)$ है। वृत्त $x^2 + y^2 + 6x + 6y - 2 = 0$ के बिंदु $P$ पर स्पर्श रेखा का समीकरण $x x_1 + y y_1 + 3(x + x_1) + 3(y + y_1) - 2 = 0$ है।
चूंकि बिंदु $Q$ $y$-अक्ष पर स्थित है,इसलिए इसका $x$-निर्देशांक $0$ है।
$Q$ रेखा $5x - 2y + 6 = 0$ पर स्थित है,अतः $x = 0$ रखने पर $5(0) - 2y + 6 = 0$,जिससे $y = 3$ प्राप्त होता है। अतः $Q = (0, 3)$ है।
चूंकि $Q$ स्पर्श रेखा पर स्थित है,यह स्पर्श रेखा के समीकरण को संतुष्ट करेगा: $0(x_1) + 3(y_1) + 3(0 + x_1) + 3(3 + y_1) - 2 = 0$.
इसे सरल करने पर,$3y_1 + 3x_1 + 9 + 3y_1 - 2 = 0$,या $3x_1 + 6y_1 + 7 = 0$ प्राप्त होता है।
$PQ$ की लंबाई $\sqrt{(x_1 - 0)^2 + (y_1 - 3)^2} = \sqrt{x_1^2 + y_1^2 - 6y_1 + 9}$ है।
चूंकि $P$ वृत्त पर स्थित है,$x_1^2 + y_1^2 = 2 - 6x_1 - 6y_1$.
इस मान को $PQ^2$ के व्यंजक में रखने पर: $PQ^2 = (2 - 6x_1 - 6y_1) - 6y_1 + 9 = 11 - 6x_1 - 12y_1 = 11 - 2(3x_1 + 6y_1)$.
$3x_1 + 6y_1 = -7$ रखने पर,$PQ^2 = 11 - 2(-7) = 11 + 14 = 25$ प्राप्त होता है।
अतः,$PQ = 5$।
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वक्रों $y^2 = 8x$ और $xy = -1$ की उभयनिष्ठ स्पर्शरेखा का समीकरण क्या है?
A
$3y = 9x + 2$
B
$y = 2x + 1$
C
$2y = x + 8$
D
$y = x + 2$

Solution

(D) माना परवलय $y^2 = 8x$ की स्पर्शरेखा का समीकरण $y = mx + \frac{2}{m}$ है,जहाँ $m \neq 0$ है।
यह रेखा अतिपरवलय $xy = -1$ की भी स्पर्शरेखा है,जिसे $y = -\frac{1}{x}$ के रूप में लिखा जा सकता है।
$y = mx + \frac{2}{m}$ को $xy = -1$ में प्रतिस्थापित करने पर,हमें $x(mx + \frac{2}{m}) = -1$ प्राप्त होता है,जो सरल होकर $mx^2 + \frac{2}{m}x + 1 = 0$ हो जाता है।
रेखा के स्पर्शरेखा होने के लिए,इस द्विघात समीकरण का विविक्तकर (discriminant) शून्य होना चाहिए:
$D = (\frac{2}{m})^2 - 4(m)(1) = 0$
$\frac{4}{m^2} - 4m = 0$
$4 = 4m^3$ $\Rightarrow m^3 = 1$ $\Rightarrow m = 1$।
$m = 1$ को स्पर्शरेखा के समीकरण $y = mx + \frac{2}{m}$ में रखने पर,हमें $y = 1x + \frac{2}{1}$ प्राप्त होता है,जो $y = x + 2$ है।
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यदि $a_1, a_2, \dots, a_n$ धनात्मक वास्तविक संख्याएँ हैं जिनका गुणनफल एक निश्चित संख्या $c$ है,तो $a_1 + a_2 + \dots + a_{n-1} + 2a_n$ का न्यूनतम मान क्या है?
A
$n(2c)^{1/n}$
B
$(n + 1)c^{1/n}$
C
$2nc^{1/n}$
D
$(n + 1)(2c)^{1/n}$

Solution

(A) समांतर माध्य-गुणोत्तर माध्य $(AM \geq GM)$ असमिका के अनुसार,धनात्मक वास्तविक संख्याओं $a_1, a_2, \dots, a_{n-1}, 2a_n$ के लिए:
$\frac{a_1 + a_2 + \dots + a_{n-1} + 2a_n}{n} \geq (a_1 \cdot a_2 \cdot \dots \cdot a_{n-1} \cdot 2a_n)^{1/n}$
दिया गया है कि गुणनफल $a_1 \cdot a_2 \cdot \dots \cdot a_n = c$,इसलिए:
$\frac{a_1 + a_2 + \dots + a_{n-1} + 2a_n}{n} \geq (2 \cdot a_1 \cdot a_2 \cdot \dots \cdot a_n)^{1/n}$
$\frac{a_1 + a_2 + \dots + a_{n-1} + 2a_n}{n} \geq (2c)^{1/n}$
$a_1 + a_2 + \dots + a_{n-1} + 2a_n \geq n(2c)^{1/n}$
अतः,न्यूनतम मान $n(2c)^{1/n}$ है।
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$x$-अक्ष पर $x = -a$ और $x = +a$ पर दो समान बिंदु आवेश स्थिर हैं। मूल बिंदु पर एक अन्य बिंदु आवेश $Q$ रखा गया है। जब $Q$ को $x$-अक्ष के अनुदिश $x$ की छोटी दूरी से विस्थापित किया जाता है,तो उसकी विद्युत स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन लगभग किसके समानुपाती होता है?
A
$x$
B
$x^2$
C
$x^3$
D
$1/x$

Solution

(B) मान लीजिए कि दो समान आवेश $q$ हैं। स्थिति $x$ पर आवेश $Q$ की स्थितिज ऊर्जा $U$ दोनों आवेशों के कारण विभव के योग द्वारा दी जाती है: $U(x) = k q Q [\frac{1}{a-x} + \frac{1}{a+x}]$,जहाँ $k = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}$ है।
व्यंजक को सरल करने पर: $U(x) = k q Q [\frac{a+x+a-x}{a^2-x^2}] = k q Q [\frac{2a}{a^2-x^2}]$ प्राप्त होता है।
मूल बिंदु $(x=0)$ पर स्थितिज ऊर्जा $U(0) = k q Q [\frac{2a}{a^2}] = \frac{2 k q Q}{a}$ है।
स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta U = U(x) - U(0) = k q Q [\frac{2a}{a^2-x^2} - \frac{2}{a}] = 2 k q Q a [\frac{1}{a^2-x^2} - \frac{1}{a^2}]$ है।
$\Delta U = 2 k q Q a [\frac{a^2 - (a^2-x^2)}{a^2(a^2-x^2)}] = 2 k q Q a [\frac{x^2}{a^2(a^2-x^2)}]$ है।
छोटे विस्थापन $x$ के लिए,$a^2-x^2 \approx a^2$ होता है। अतः,$\Delta U \approx 2 k q Q a [\frac{x^2}{a^4}] = \frac{2 k q Q}{a^3} x^2$ है।
इसलिए,$\Delta U \propto x^2$।
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$m$ द्रव्यमान और $q$ आवेश वाला एक कण धनात्मक $x$ दिशा में एकसमान वेग $v$ से गति कर रहा है। यह $x = a$ से $x = b$ तक फैले हुए और ऋणात्मक $z$ दिशा में निर्देशित एकसमान चुंबकीय क्षेत्र $B$ वाले क्षेत्र में प्रवेश करता है। कण के $x > b$ क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए आवश्यक $v$ का न्यूनतम मान क्या है?
A
$qbB/m$
B
$q(b - a)B/m$
C
$qaB/m$
D
$q(b + a)B/m$

Solution

(B) जब कोई आवेशित कण लंबवत चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है,तो वह चुंबकीय बल और अभिकेंद्री बल के बीच संतुलन द्वारा दी गई $r$ त्रिज्या के वृत्ताकार पथ पर चलता है:
$qvB = \frac{mv^2}{r}$
वेग के लिए समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें मिलता है:
$v = \frac{qBr}{m}$
कण के $x > b$ क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए,उसके वृत्ताकार पथ की त्रिज्या चुंबकीय क्षेत्र की चौड़ाई के बराबर होनी चाहिए,जो $(b - a)$ है।
अतः,आवश्यक न्यूनतम त्रिज्या $r_{\min} = b - a$ है।
इस मान को वेग के समीकरण में रखने पर:
$v_{\min} = \frac{qB(b - a)}{m}$
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।
Solution diagram
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$z-$ अक्ष पर स्थित एक लंबे सीधे तार में $I$ धारा ऋणात्मक $z-$ दिशा में बह रही है। $z = 0$ तल में $(x, y)$ निर्देशांक वाले बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र सदिश $\vec B$ क्या होगा?
A
$\frac{{\mu _0}I(y\hat i - x\hat j)}{{2\pi ({x^2} + {y^2})}}$
B
$\frac{{\mu _0}I(x\hat i + y\hat j)}{{2\pi ({x^2} + {y^2})}}$
C
$\frac{{\mu _0}I(x\hat j - y\hat i)}{{2\pi ({x^2} + {y^2})}}$
D
$\frac{{\mu _0}I(x\hat i - y\hat j)}{{2\pi ({x^2} + {y^2})}}$

Solution

(A) धारा $I$ ऋणात्मक $z-$ दिशा में,यानी $-\hat k$ दिशा में बह रही है। बिंदु $P(x, y)$ का स्थिति सदिश $\vec r = x\hat i + y\hat j$ है।
बायो-सावर्ट नियम या लंबे सीधे तार के लिए दाएं हाथ के नियम का उपयोग करते हुए,चुंबकीय क्षेत्र $\vec B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r^2} (\hat k \times \vec r)$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ $\vec r = x\hat i + y\hat j$ और धारा की दिशा $-\hat k$ रखने पर,चुंबकीय क्षेत्र $\vec B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r^2} ((-\hat k) \times (x\hat i + y\hat j))$ होगा।
चूंकि $\hat k \times \hat i = \hat j$ और $\hat k \times \hat j = -\hat i$,इसलिए $\vec B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r^2} (-(x\hat j - y\hat i)) = \frac{\mu_0 I}{2\pi r^2} (y\hat i - x\hat j)$ प्राप्त होता है।
$r^2 = x^2 + y^2$ रखने पर,$\vec B = \frac{\mu_0 I (y\hat i - x\hat j)}{2\pi (x^2 + y^2)}$ प्राप्त होता है।
Solution diagram
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$z$-अक्ष के अनुदिश एक लंबे सीधे तार में $I$ धारा ऋणात्मक $z$-दिशा में बह रही है। $z = 0$ तल में $(x, y)$ निर्देशांक वाले बिंदु पर चुंबकीय सदिश क्षेत्र $\vec B$ क्या होगा?
A
$\frac{{{\mu _0}I\,\left( {y\hat i - x\hat j} \right)}}{{2\pi \,\left( {{x^2} + {y^2}} \right)}}$
B
$\frac{{{\mu _0}I\,\left( {x\hat i + y\hat j} \right)}}{{2\pi \,\left( {{x^2} + {y^2}} \right)}}$
C
$\frac{{{\mu _0}I\,\left( {x\hat j - y\hat i} \right)}}{{2\pi \,\left( {{x^2} + {y^2}} \right)}}$
D
$\frac{{{\mu _0}I\,\left( {x\hat i - y\hat j} \right)}}{{2\pi \,\left( {{x^2} + {y^2}} \right)}}$

Solution

(A) ऋणात्मक $z$-दिशा ($- \hat k$ दिशा) में धारा $I$ ले जाने वाले एक लंबे सीधे तार के कारण $(x, y)$ बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र $\vec B$ बायो-सावर्ट नियम या एम्पीयर के नियम द्वारा ज्ञात किया जा सकता है। दाएं हाथ के अंगूठे के नियम के अनुसार,धारा ऋणात्मक $z$-दिशा में होने के कारण,चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं $xy$-तल में दक्षिणावर्त (clockwise) होंगी।
चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$ है,जहाँ $r = \sqrt{x^2 + y^2}$ है।
त्रिज्यीय दिशा में इकाई सदिश $\hat r = \frac{x\hat i + y\hat j}{r}$ है।
चुंबकीय क्षेत्र सदिश $\vec B = B (\hat k \times \hat r) = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} (\hat k \times \frac{x\hat i + y\hat j}{r}) = \frac{\mu_0 I}{2\pi r^2} (x(\hat k \times \hat i) + y(\hat k \times \hat j))$ है।
चूंकि $\hat k \times \hat i = \hat j$ और $\hat k \times \hat j = -\hat i$,इसलिए $\vec B = \frac{\mu_0 I}{2\pi (x^2 + y^2)} (x\hat j - y\hat i) = \frac{\mu_0 I (y\hat i - x\hat j)}{2\pi (x^2 + y^2)}$ प्राप्त होता है। अतः,विकल्प $A$ सही है।
Solution diagram
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एक सोनोमीटर का तार एक दिए गए ट्यूनिंग फोर्क के साथ अनुनाद करता है,जिससे दो पुलों के बीच पांच एंटीनोड्स के साथ स्थिर तरंगें बनती हैं जब तार से $9 \, kg$ का द्रव्यमान लटकाया जाता है। जब इस द्रव्यमान को $M$ द्रव्यमान से बदल दिया जाता है,तो तार उसी ट्यूनिंग फोर्क के साथ अनुनाद करता है और पुलों की समान स्थिति के लिए तीन एंटीनोड्स बनाता है। $M$ का मान .... $kg$ है।
A
$25$
B
$5$
C
$12.5$
D
$1/25$

Solution

(A) सोनोमीटर में कंपन करने वाले तार की आवृत्ति $f = \frac{n}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ एंटीनोड्स की संख्या है,$L$ तार की लंबाई है,$T$ तनाव $(T = Mg)$ है,और $\mu$ रैखिक द्रव्यमान घनत्व है।
पहले मामले में,$n_1 = 5$ और $T_1 = 9g$ है। अतः,$f = \frac{5}{2L} \sqrt{\frac{9g}{\mu}}$।
दूसरे मामले में,$n_2 = 3$ और $T_2 = Mg$ है। अतः,$f = \frac{3}{2L} \sqrt{\frac{Mg}{\mu}}$।
चूंकि ट्यूनिंग फोर्क समान है,आवृत्ति $f$ स्थिर रहती है। दोनों समीकरणों की तुलना करने पर:
$\frac{5}{2L} \sqrt{\frac{9g}{\mu}} = \frac{3}{2L} \sqrt{\frac{Mg}{\mu}}$
$5 \sqrt{9g} = 3 \sqrt{Mg}$
$5 \times 3 \sqrt{g} = 3 \sqrt{Mg}$
$5 \sqrt{g} = \sqrt{Mg}$
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $25g = Mg$
$M = 25 \, kg$।
Solution diagram
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$m$ द्रव्यमान और $q$ आवेश वाला एक कण $v$ के स्थिर वेग से धनात्मक $x$-दिशा में गति कर रहा है। यह $x = a$ से $x = b$ तक फैले और ऋणात्मक $z$-दिशा में निर्देशित एकसमान चुंबकीय क्षेत्र $B$ वाले क्षेत्र में प्रवेश करता है। कण के $x > b$ क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए आवश्यक $v$ का न्यूनतम मान क्या है?
A
$qbB/m$
B
$q(b-a)B/m$
C
$qaB/m$
D
$q(b+a)B/2m$

Solution

(B) जब कोई आवेशित कण अपने वेग के लंबवत एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है,तो वह $r = \frac{mv}{qB}$ त्रिज्या के वृत्तापीय पथ पर गति करता है।
चुंबकीय क्षेत्र $a \leq x \leq b$ क्षेत्र में मौजूद है। इस क्षेत्र की चौड़ाई $d = b - a$ है।
कण के $x > b$ क्षेत्र से बाहर निकलने के लिए,वृत्तापीय पथ की त्रिज्या $r$ चुंबकीय क्षेत्र वाले क्षेत्र की चौड़ाई $d$ से अधिक होनी चाहिए।
यदि $r \leq (b - a)$ है,तो कण वापस $x < a$ क्षेत्र में विक्षेपित हो जाएगा और $x > b$ तक नहीं पहुँच पाएगा।
इसलिए,$x > b$ क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए न्यूनतम शर्त $r = b - a$ है।
$r$ का व्यंजक रखने पर,हमें $\frac{mv}{qB} = b - a$ प्राप्त होता है।
$v$ के लिए हल करने पर,न्यूनतम वेग $v = \frac{q(b - a)B}{m}$ प्राप्त होता है।
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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
एक लकड़ी का गुटका, जिसके ऊपर एक सिक्का रखा है, चित्र में दिखाए अनुसार पानी में तैर रहा है। दूरियाँ $l$ और $h$ दिखाई गई हैं। कुछ समय बाद, सिक्का पानी में गिर जाता है। तब:
Question diagram
A
$l$ घटता है और $h$ बढ़ता है
B
$l$ बढ़ता है और $h$ घटता है
C
$l$ और $h$ दोनों बढ़ते हैं
D
$l$ और $h$ दोनों घटते हैं

Solution

(D) प्रारंभ में, गुटका और सिक्का एक साथ तैरते हैं। कुल भार $W = (M_{block} + m_{coin})g$ है। आर्किमिडीज के सिद्धांत के अनुसार, उत्प्लावन बल कुल भार के बराबर होता है, इसलिए विस्थापित पानी का आयतन $V_{displaced} = (M_{block} + m_{coin}) / \rho_{water}$ है।
जब सिक्का पानी में गिर जाता है, तो वह नीचे बैठ जाता है। गुटका अब केवल अपना स्वयं का भार $M_{block}g$ संभालता है। गुटके द्वारा विस्थापित पानी का नया आयतन $V'_{block} = M_{block} / \rho_{water}$ है।
सिक्का, जो अब नीचे है, अपने स्वयं के आयतन के बराबर पानी विस्थापित करता है, $V_{coin} = m_{coin} / \rho_{coin}$।
चूंकि सिक्के का घनत्व $\rho_{coin}$ पानी के घनत्व $\rho_{water}$ से बहुत अधिक है, इसलिए जब सिक्का डूब जाता है तो उसके द्वारा विस्थापित पानी का आयतन $(m_{coin} / \rho_{coin})$ उस आयतन से कम होता है जो उसने गुटके पर तैरते समय विस्थापित किया था $(m_{coin} / \rho_{water})$।
इसलिए, विस्थापित पानी का कुल आयतन कम हो जाता है, जिससे पानी का स्तर $h$ घट जाता है।
चूंकि गुटका अब कम भार संभाल रहा है, इसलिए यह ऊपर उठता है, जिसका अर्थ है कि गुटके की डूबी हुई गहराई $l$ घट जाती है।
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ChemistryMCQIIT JEE · 2002
$k$ के कितने पूर्णांक मानों के लिए समीकरण $7 \cos x + 5 \sin x = 2k + 1$ का एक हल है?
A
$4$
B
$8$
C
$10$
D
$12$

Solution

(B) समीकरण $a \cos x + b \sin x = c$ के रूप में है,जिसका हल तभी संभव है जब $-\sqrt{a^2 + b^2} \leq c \leq \sqrt{a^2 + b^2}$ हो।
यहाँ,$a = 7$,$b = 5$,और $c = 2k + 1$ है।
अतः,$-\sqrt{7^2 + 5^2} \leq 2k + 1 \leq \sqrt{7^2 + 5^2}$।
$-\sqrt{49 + 25} \leq 2k + 1 \leq \sqrt{49 + 25}$।
$-\sqrt{74} \leq 2k + 1 \leq \sqrt{74}$।
चूंकि $\sqrt{74} \approx 8.602$,इसलिए $-8.602 \leq 2k + 1 \leq 8.602$।
सभी पक्षों से $1$ घटाने पर: $-9.602 \leq 2k \leq 7.602$।
$2$ से भाग देने पर: $-4.801 \leq k \leq 3.801$।
$k$ के पूर्णांक मान $\{-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3\}$ हैं।
ऐसे पूर्णांक मानों की कुल संख्या $8$ है।
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ChemistryDifficultMCQIIT JEE · 2002
$KNO_3$ के संतृप्त विलयन का उपयोग 'साल्ट-ब्रिज' बनाने के लिए किया जाता है क्योंकि:
A
$K^+$ का वेग $NO_3^-$ से अधिक है
B
$NO_3^-$ का वेग $K^+$ से अधिक है
C
$K^+$ और $NO_3^-$ दोनों के वेग लगभग समान हैं
D
$KNO_3$ पानी में अत्यधिक घुलनशील है

Solution

(C) साल्ट-ब्रिज में इलेक्ट्रोलाइट के लिए मुख्य आवश्यकता यह है कि धनायन और ऋणायन की परिवहन संख्या (या आयनिक गतिशीलता) लगभग समान होनी चाहिए।
$KNO_3$ विलयन में,$K^+$ और $NO_3^-$ के आयनिक वेग लगभग समान होते हैं।
यह सुनिश्चित करता है कि जंक्शन विभव न्यूनतम रहे और दोनों अर्ध-सेलों के बीच विद्युत तटस्थता प्रभावी ढंग से बनी रहे।
इसलिए,विकल्प $(C)$ सही है।
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ChemistryDifficultMCQIIT JEE · 2002
यौगिक '$A$' (आणविक सूत्र $C_3H_8O$) को अम्लीकृत पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ उपचारित करने पर उत्पाद '$B$' (आणविक सूत्र $C_3H_6O$) प्राप्त होता है। '$B$' अमोनियामय सिल्वर नाइट्रेट के साथ गर्म करने पर एक चमकदार सिल्वर मिरर बनाता है। '$B$' को जब $H_2NCONHNH_2 \cdot HCl$ के जलीय घोल और सोडियम एसीटेट के साथ उपचारित किया जाता है,तो उत्पाद '$C$' प्राप्त होता है। '$C$' की संरचना की पहचान करें।
A
$CH_3CH_2CH=NNHCONH_2$
B
$CH_3-C(CH_3)=NNHCONH_2$
C
$CH_3-C(CH_3)=NCONHNH_2$
D
$CH_3CH_2CH=NCONHNH_2$

Solution

(A) $(C_3H_8O)$ एक प्राथमिक अल्कोहल है।
चूंकि यह ऑक्सीकृत होकर एक एल्डिहाइड $B$ $(C_3H_6O)$ बनाता है जो सकारात्मक टॉलेन परीक्षण (चमकदार सिल्वर मिरर) देता है,इसलिए $B$ प्रोपेनल होना चाहिए।
$CH_3CH_2CH_2OH \xrightarrow{K_2Cr_2O_7/H^{+}} CH_3CH_2CHO$
$A$ (प्रोपेन$-1-$ऑल) $\rightarrow$ $B$ (प्रोपेनल)
प्रोपेनल सोडियम एसीटेट की उपस्थिति में सेमीकार्बाज़ाइड $(NH_2NHCONH_2)$ के साथ प्रतिक्रिया करके प्रोपेनल सेमीकार्बाज़ोन $(C)$ बनाता है:
$CH_3CH_2CHO + NH_2NHCONH_2 \rightarrow CH_3CH_2CH=NNHCONH_2 + H_2O$
अतः,$C$ की संरचना $CH_3CH_2CH=NNHCONH_2$ है।
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ChemistryMediumMCQIIT JEE · 2002
निम्नलिखित में से किस अम्ल का वियोजन स्थिरांक सबसे कम है?
A
$CH_3CHFCOOH$
B
$FCH_2CH_2COOH$
C
$BrCH_2CH_2COOH$
D
$CH_3CHBrCOOH$

Solution

(C) कार्बोक्सिलिक अम्ल का वियोजन स्थिरांक $(K_a)$ उसकी अम्लता के सीधे समानुपाती होता है। अम्लता प्रतिस्थापियों के इलेक्ट्रॉन-आकर्षी प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) द्वारा बढ़ती है।
$1$. प्रतिस्थापियों की तुलना: $F$ का $-I$ प्रभाव $Br$ से अधिक प्रबल होता है।
$2$. स्थिति की तुलना: प्रतिस्थापी $-COOH$ समूह के जितना करीब होता है,उसका $-I$ प्रभाव उतना ही प्रबल होता है।
$3$. $CH_3CHFCOOH$ और $CH_3CHBrCOOH$ में,हैलोजन $\alpha$-कार्बन पर है,जो प्रबल $-I$ प्रभाव डालता है।
$4$. $FCH_2CH_2COOH$ और $BrCH_2CH_2COOH$ में,हैलोजन $\beta$-कार्बन पर है,जो दुर्बल $-I$ प्रभाव डालता है।
$5$. $FCH_2CH_2COOH$ और $BrCH_2CH_2COOH$ के बीच,$Br$ का $-I$ प्रभाव $F$ से दुर्बल होता है।
अतः,$BrCH_2CH_2COOH$ का $-I$ प्रभाव सबसे दुर्बल है,जिससे यह सबसे कम अम्लीय है और इसलिए इसका वियोजन स्थिरांक $(K_a)$ सबसे कम है।
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ChemistryDifficultMCQIIT JEE · 2002
निम्नलिखित यौगिकों के क्वथनांक का सही क्रम पहचानें: $CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ $(1)$,$CH_3CH_2CH_2CHO$ $(2)$,$CH_3CH_2CH_2COOH$ $(3)$.
A
$1 > 2 > 3$
B
$3 > 1 > 2$
C
$1 > 3 > 2$
D
$3 > 2 > 1$

Solution

(B) क्वथनांक यौगिकों में मौजूद अंतर-आणविक बलों पर निर्भर करता है।
$CH_3CH_2CH_2COOH$ $(3)$ में एक कार्बोक्सिलिक एसिड समूह होता है,जो मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्ड बनाता है,जो अक्सर डाइमर के रूप में मौजूद होते हैं,जिससे क्वथनांक सबसे अधिक होता है।
$CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ $(1)$ में एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है,जो अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्ड भी बनाता है,लेकिन वे आमतौर पर कार्बोक्सिलिक एसिड की तुलना में कमजोर होते हैं।
$CH_3CH_2CH_2CHO$ $(2)$ में एक एल्डिहाइड समूह होता है,जो ध्रुवीय है लेकिन अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्ड नहीं बना सकता है,जिसके परिणामस्वरूप तीनों में सबसे कम क्वथनांक होता है।
इसलिए,क्वथनांक का सही क्रम $3 > 1 > 2$ है।

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