अभ्यास सेट 2: उत्तर और हल

अभ्यास सेट 2: उत्तर और हल

पहले पिछले पृष्ठ का पूरा प्रश्न पत्र हल कीजिए, फिर यहाँ मिलाइए। खंड-अ के हर प्रश्न का सही विकल्प और छोटा कारण नीचे है, और खंड-ब के सभी 30 प्रश्नों के नमूना उत्तर।

अपने अंक जोड़ने का तरीका: खंड-अ में अपने पहले 40 उत्तरों में से सही उत्तर गिनिए। खंड-ब में हर विषय के 4 लघु और 1 दीर्घ उत्तर को नमूना उत्तर से मिलाइए। तथ्य सही हों, समीकरण संतुलित हो, इकाई लिखी हो और चित्र का नामांकन पूरा हो, तभी पूरे अंक दीजिए।

खंड-अ: उत्तर कुंजी

खंड-अ: प्रश्न 1 से 20 के कारण सहित उत्तर

1. (A) X की फोकस दूरी Y की आधी है, और X किरणों को अधिक मोड़ता है
X की फोकस दूरी $\frac{1}{4}$ m = 25 cm और Y की $\frac{1}{2}$ m = 50 cm है, इसलिए X की फोकस दूरी आधी है। क्षमता जितनी अधिक होती है, लेंस किरणों को उतना ही अधिक अभिसरित करता है।

2. (C) $F_1$ और प्रकाशिक केंद्र O के बीच
उत्तल लेंस आभासी और सीधा प्रतिबिंब तभी बनाता है जब बिंब फोकस और प्रकाशिक केंद्र के बीच हो, इसी कारण यह आवर्धक लेंस का काम करता है। बाकी सभी स्थितियों में प्रतिबिंब वास्तविक और उलटा बनता है।

3. (B) 66.7 cm
$P = P_1 + P_2 = 2 + (-0.5) = 1.5$ D, इसलिए $f = \frac{1}{1.5}$ m, जो लगभग 0.667 m या 66.7 cm है। संयोजन की क्षमता धनात्मक है, इसलिए यह उत्तल लेंस की तरह काम करेगा।

4. (C) प्रकाशिक केंद्र से होकर जाने वाली किरण
प्रकाशिक केंद्र के पास लेंस के दोनों पृष्ठ लगभग समांतर होते हैं, इसलिए वहाँ से जाने वाली किरण की दिशा नहीं बदलती। मुख्य अक्ष के समांतर किरण अपवर्तन के बाद फोकस से होकर जाती है।

5. (A) वह वास्तविक, उलटा और बिंब के बराबर साइज़ का है
ऋण चिह्न बताता है कि प्रतिबिंब वास्तविक और उलटा है, और मान 1 बताता है कि उसका साइज़ बिंब के बराबर है। उत्तल लेंस में ऐसा तब होता है जब बिंब $2F_1$ पर रखा हो।

6. (D) उत्तल दर्पण
धनात्मक आवर्धन आभासी और सीधा प्रतिबिंब बताता है, और 0.5 बताता है कि प्रतिबिंब छोटा है। आभासी, सीधा और छोटा प्रतिबिंब उत्तल दर्पण ही बनाता है, अवतल दर्पण का आभासी प्रतिबिंब हमेशा बड़ा होता है।

7. (C) 1.33
$n = \frac{c}{v} = \frac{3 \times 10^8}{2.25 \times 10^8} = 1.33$। 0.75 उलटा अनुपात लेने से आता है, जबकि अपवर्तनांक किसी भी माध्यम के लिए 1 से कम नहीं होता।

8. (C) किरोसिन, क्योंकि इसका अपवर्तनांक अधिक है
प्रकाशिक सघनता अपवर्तनांक से तय होती है, द्रव्यमान घनत्व से नहीं। किरोसिन का अपवर्तनांक अधिक है, इसलिए इसमें प्रकाश धीमा चलता है और यही प्रकाशिक सघन माध्यम है।

9. (D) लेंस के दूसरी ओर 60 cm पर
$\frac{1}{v} = \frac{1}{f} + \frac{1}{u} = \frac{1}{20} + \frac{1}{-30} = \frac{3 - 2}{60} = \frac{1}{60}$, इसलिए $v = +60$ cm। धनात्मक $v$ बताता है कि प्रतिबिंब लेंस के दूसरी ओर बना है और वास्तविक है।

10. (D) वस्तुओं की गहराई या दूरी का अनुभव होता है
दोनों नेत्र वस्तु को थोड़े अलग कोण से देखते हैं और मस्तिष्क दोनों चित्रों को जोड़कर गहराई का अनुभव कराता है। साथ ही दृष्टि क्षेत्र लगभग 150° से बढ़कर लगभग 180° हो जाता है।

11. (B) पक्ष्माभी पेशियाँ
पक्ष्माभी पेशियाँ सिकुड़कर या शिथिल होकर लेंस को मोटा या पतला करती हैं, इसी को समंजन कहते हैं। परितारिका पुतली का साइज़ बदलती है, फोकस दूरी नहीं।

12. (D) श्वेत प्रकाश
उलटा रखा दूसरा प्रिज़्म सभी वर्णों को उलटी दिशा में मोड़कर फिर से मिला देता है, इसलिए निर्गत प्रकाश श्वेत होता है। इससे पता चला कि श्वेत प्रकाश सात वर्णों से मिलकर बना है।

13. (A) गरम वायु का अपवर्तनांक कम होता है और लगातार बदलता रहता है
गरम वायु ऊपर की ठंडी वायु से विरल होती है, इसलिए उसका अपवर्तनांक कम होता है। उसकी भौतिक दशा बदलती रहने से वस्तु की आभासी स्थिति भी डगमगाती है, यह वायुमंडलीय अपवर्तन का छोटे स्तर पर उदाहरण है।

14. (B) 6.8 A
$I = \frac{P}{V} = \frac{1500}{220}$, जो लगभग 6.8 A है। किलोवाट को पहले वाट में बदलना ज़रूरी है, वरना 1.5 को 220 से भाग देने पर गलत उत्तर आता है।

15. (C) 12000 J
$H = I^2Rt = 2^2 \times 10 \times 300 = 12000$ J। समय को सेकंड में बदलना आवश्यक है, 5 मिनट = 300 s, मिनट ही रख देने पर गलत उत्तर 200 J आता है।

16. (C) 60 यूनिट
कुल शक्ति $4 \times 100 = 400$ W = 0.4 kW है। ऊर्जा $= 0.4 \times 5 \times 30 = 60$ kW h, और 1 kW h ही 1 यूनिट कहलाता है।

17. (D) मिश्रातु की प्रतिरोधकता अधिक होती है और यह ऊँचे ताप पर जलती (उपचयित होती) नहीं
अधिक प्रतिरोधकता के कारण निक्रोम में $H = I^2Rt$ के अनुसार अधिक ऊष्मा बनती है, और लाल-गरम होने पर भी इसका उपचयन नहीं होता। कम गलनांक वाला पदार्थ तो फ़्यूज़ के काम का है, तापन अवयव के नहीं।

18. (B) 4R
लंबाई दोगुनी होने पर आयतन वही रखने के लिए अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल आधा हो जाता है। $R = \rho \frac{l}{A}$ में $l$ दोगुना और $A$ आधा होने से प्रतिरोध 4 गुना हो जाता है, सिर्फ़ लंबाई देखकर 2R कहना अधूरा है।

19. (D) 807 Ω
$P = \frac{V^2}{R}$ से $R = \frac{V^2}{P} = \frac{220 \times 220}{60} = \frac{48400}{60}$, जो लगभग 807 Ω है। 13200 तो $V$ और $P$ का गुणनफल है, प्रतिरोध नहीं।

20. (B) 36 J
$V = \frac{W}{Q}$ से $W = VQ = 12 \times 3 = 36$ J। विभवांतर एकांक आवेश पर किया गया कार्य है, इसलिए कुल कार्य के लिए आवेश से गुणा करना होता है।

खंड-अ: प्रश्न 21 से 40 के कारण सहित उत्तर

21. (B) क्षेत्र घटता जाता है
सीधे तार के चारों ओर क्षेत्र रेखाएँ संकेंद्री वृत्त बनाती हैं, और तार से दूरी बढ़ने पर ये वृत्त बड़े और विरल होते जाते हैं। इसलिए दूरी बढ़ने पर क्षेत्र घटता है, जबकि धारा बढ़ाने पर क्षेत्र बढ़ता है।

22. (C) सभी बिंदुओं पर एकसमान, क्षेत्र रेखाएँ समांतर सीधी
परिनालिका के भीतर क्षेत्र रेखाएँ समांतर सीधी रेखाओं जैसी होती हैं, इसलिए वहाँ क्षेत्र हर जगह एक जैसा है। संकेंद्री वृत्त सीधे धारावाही तार के चारों ओर बनते हैं।

23. (D) विद्युत मोटर
वामहस्त नियम चुंबकीय क्षेत्र में रखे धारावाही चालक पर लगे बल की दिशा बताता है, और मोटर इसी बल से घूमती है। जनित्र में प्रेरित धारा की दिशा फ्लेमिंग के दक्षिण-हस्त नियम से मिलती है।

24. (D) 10 A
गीज़र की धारा $I = \frac{P}{V} = \frac{2000}{220}$, जो लगभग 9.1 A है। फ़्यूज़ की रेटिंग इससे थोड़ी अधिक होनी चाहिए, कम रेटिंग वाला फ़्यूज़ गीज़र चालू करते ही पिघल जाएगा।

25. (C) 2 हेक्टेयर
पवन चक्कियों को एक-दूसरे से काफ़ी दूरी पर लगाना पड़ता है, इसलिए 1 MW के जनित्र वाले पवन फ़ार्म के लिए लगभग 2 हेक्टेयर भूमि चाहिए। इतनी बड़ी भूमि की ज़रूरत पवन ऊर्जा की एक सीमा है।

26. (B) 0.5 V से 1.0 V
एक सौर सेल 0.5 V से 1.0 V तक वोल्टता और लगभग 0.7 W विद्युत देता है। अधिक विद्युत के लिए बहुत सारे सेलों को जोड़कर सौर पैनल बनाया जाता है।

27. (C) नाभिकीय संलयन
हाइड्रोजन बम में हाइड्रोजन के हल्के नाभिक जुड़कर भारी नाभिक बनाते हैं, यह संलयन है और इसके लिए लगभग $10^7$ K ताप चाहिए। विखंडन भारी नाभिक के टूटने को कहते हैं, जिस पर नाभिकीय रिएक्टर चलते हैं।

28. (A) बर्फ़ का पिघलकर पानी बनना
बर्फ़ पिघलने पर सिर्फ़ अवस्था बदलती है, पदार्थ वही जल रहता है, इसलिए यह भौतिक परिवर्तन है। दही जमने, जंग लगने और पाचन में नए पदार्थ बनते हैं।

29. (C) द्रव्यमान संरक्षण का नियम
रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान न बनता है, न नष्ट होता है, इसलिए दोनों ओर हर तत्व के परमाणुओं की संख्या बराबर होनी चाहिए। संतुलित करते समय सिर्फ़ गुणांक बदले जाते हैं, सूत्र नहीं।

30. (B) 3, 4, 4
दाईं ओर Fe के 3 और O के 4 परमाणु हैं, इसलिए a = 3 और b = 4। तब बाईं ओर H के 8 परमाणु हुए, जिनके लिए c = 4 चाहिए।

31. (C) कैल्सियम कार्बोनेट को गर्म करके कैल्सियम ऑक्साइड बनाना
CaCO₃ → CaO + CO₂ (ऊष्मा) अभिक्रिया तभी चलती है जब लगातार ऊष्मा दी जाए, इसलिए यह ऊष्माशोषी है। बाकी तीनों अभिक्रियाओं में ऊष्मा निकलती है।

32. (B) श्वेत-श्याम फ़ोटोग्राफ़ी में
सिल्वर ब्रोमाइड पर प्रकाश पड़ते ही वह वियोजित होकर सिल्वर बनाता है, इसी पर श्वेत-श्याम फ़ोटोग्राफ़ी आधारित है। रेल की पटरियाँ थर्मिट अभिक्रिया से जोड़ी जाती हैं।

33. (A) जठर रस (pH लगभग 1.2)
pH जितना कम होता है, H⁺ आयन उतने ही अधिक होते हैं। नींबू रस भी अम्लीय है, पर दिए गए विलयनों में सबसे कम pH जठर रस का है।

34. (B) 373 K
जिप्सम को 373 K पर गर्म करने से वह जल के कुछ अणु खोकर CaSO₄.½H₂O बन जाता है। 443 K वह ताप है जिस पर एथनॉल सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल से एथीन बनाता है।

35. (A) टार्टरिक अम्ल
इमली का खट्टापन टार्टरिक अम्ल से आता है। सिट्रिक अम्ल नींबू-संतरे में और ऑक्सैलिक अम्ल टमाटर में होता है।

36. (A) अम्लीय, pH 7 से कम
NH₄Cl प्रबल अम्ल HCl और दुर्बल क्षारक से बना लवण है, इसलिए इसका विलयन अम्लीय होता है। pH 7 वाला उदासीन विलयन प्रबल अम्ल और प्रबल क्षारक के लवण, जैसे NaCl, देते हैं।

37. (C) नमी पाकर यह जिप्सम बनकर कठोर हो जाता है
CaSO₄.½H₂O + 1½H₂O → CaSO₄.2H₂O, यानी जल पाकर यह फिर से जिप्सम बन जाता है और ठोस पिंड में जम जाता है। इसी गुण के कारण इससे टूटी हड्डियाँ सही स्थिति में बाँधी जाती हैं।

38. (A) Na₂CO₃, H₂O और CO₂
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (ऊष्मा)। यही निकली CO₂ केक को फुलाकर मुलायम बनाती है।

39. (D) लोहा
लोहा भाप से अभिक्रिया करता है: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂। सोडियम ठंडे जल से और मैग्नीशियम गर्म जल से ही अभिक्रिया कर लेते हैं, जबकि सोना भाप से भी नहीं करता।

40. (C) निस्तापन
ZnCO₃ → ZnO + CO₂ (ऊष्मा) निस्तापन का उदाहरण है। भर्जन में सल्फ़ाइड अयस्क को अधिक वायु में गर्म किया जाता है।

खंड-अ: प्रश्न 41 से 60 के कारण सहित उत्तर

41. (A) गलित क्लोराइड या ऑक्साइड के विद्युत अपघटन से
ये धातुएँ कार्बन से अधिक अभिक्रियाशील हैं, इसलिए कार्बन इनके ऑक्साइड का अपचयन नहीं कर पाता। इनके गलित यौगिकों का विद्युत अपघटन करने पर धातु कैथोड पर जमा होती है।

42. (D) शुद्ध कॉपर की पतली पट्टी को
कैथोड पर शुद्ध कॉपर जमा होता है, इसलिए उसे शुद्ध कॉपर की पतली पट्टी से बनाते हैं। अशुद्ध कॉपर ऐनोड बनता है और धीरे-धीरे घुलता जाता है।

43. (C) अयस्क को सिर्फ़ वायु में गर्म करके
वायु में गर्म करने पर HgS पहले HgO बनता है: 2HgS + 3O₂ → 2HgO + 2SO₂, और फिर और गर्म करने पर 2HgO → 2Hg + O₂। नीचे की कम अभिक्रियाशील धातुओं के लिए विद्युत अपघटन जैसी महँगी विधि की ज़रूरत नहीं पड़ती।

44. (B) लेड और टिन
सोल्डर लेड और टिन की मिश्रातु है, जिसका गलनांक कम होता है, इसलिए यह तार जोड़ने में काम आता है। कॉपर और जिंक से पीतल तथा कॉपर और टिन से काँसा बनता है।

45. (D) 3 : 1
ऐक्वा रेजिया में सांद्र HCl के 3 भाग और सांद्र HNO₃ का 1 भाग होता है। यह गोल्ड और प्लैटिनम जैसी धातुओं को भी घोल देता है।

46. (D) 7
दोनों कार्बन परमाणुओं के बीच 1 आबंध और छह C-H आबंध, कुल 7 आबंध होते हैं। सिर्फ़ C-H आबंध गिनने पर 6 आता है, जो अधूरा उत्तर है।

47. (A) ब्रोमोप्रोपेन
इसमें तीन कार्बन की संतृप्त श्रृंखला (प्रोपेन) है और एक हाइड्रोजन की जगह ब्रोमीन लगा है। हैलोजन का नाम पूर्वलग्न के रूप में आगे लगता है, इसलिए नाम ब्रोमोप्रोपेन है।

48. (A) C₂H₂ (एथाइन)
एथाइन असंतृप्त हाइड्रोकार्बन है, और असंतृप्त यौगिक हवा में पूरी तरह नहीं जलते, इसलिए पीली कज्जली ज्वाला देते हैं। बाकी तीनों संतृप्त ऐल्केन हैं, जो साफ़ नीली ज्वाला से जलते हैं।

49. (D) हाइड्रोजन के साथ, निकैल उत्प्रेरक
तेल असंतृप्त होते हैं और निकैल उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन जुड़ने से संतृप्त वसा (घी) बन जाते हैं, यह संकलन अभिक्रिया है। क्लोरीन और सूर्य का प्रकाश प्रतिस्थापन अभिक्रिया की शर्तें हैं।

50. (B) ताकि उसे पीने के लिए उपयोग न किया जाए और उसे पहचाना जा सके
इस विकृत ऐल्कोहॉल को कोई पीने में उपयोग न करे, इसलिए उसमें विषैले पदार्थ मिलाए जाते हैं, और नीला रंग उसकी पहचान आसान बनाता है। मेथेनॉल थोड़ी मात्रा में भी अंधापन और मृत्यु तक का कारण बन सकता है।

51. (C) भीतर की ओर, तेल या मैल के कणों से जुड़ा
हाइड्रोकार्बन वाली पूँछ जलविरागी है, इसलिए वह मिसेल के भीतर तेल की ओर रहती है। आयनिक सिरा जलरागी है और बाहर जल की ओर रहता है।

52. (C) संयोजकता 2, अधातु
बाहरी कोश में 6 इलेक्ट्रॉन हैं, जो 4 से अधिक हैं, इसलिए संयोजकता 8 − 6 = 2 है। यह तत्व 2 इलेक्ट्रॉन लेकर अष्टक पूरा करता है, इसलिए अधातु (सल्फ़र) है।

53. (A) गैलियम
एका-ऐलुमिनियम बाद में गैलियम निकला और उसके गुण मेन्डेलीफ के अनुमान से काफ़ी मेल खाए। एका-बोरॉन स्कैंडियम और एका-सिलिकॉन जर्मेनियम निकला।

54. (B) हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के साथ बने यौगिकों (हाइड्राइड और ऑक्साइड) के
हाइड्रोजन और ऑक्सीजन बहुत सक्रिय हैं और लगभग सभी तत्वों से यौगिक बनाते हैं, इसलिए मेन्डेलीफ ने इनके हाइड्राइड और ऑक्साइड के सूत्रों से तत्वों के गुणों की तुलना की। इसी आधार पर उन्होंने 63 तत्वों को 8 समूहों में रखा।

55. (B) ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से जुड़कर और कार्बन डाइऑक्साइड रुधिर में घुलकर
लाल रुधिर कोशिकाओं का हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन के लिए उच्च बंधुता रखता है और उसे फुफ्फुस से ऊतकों तक ले जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड जल में अधिक घुलनशील है, इसलिए वह ज़्यादातर घुले रूप में जाती है।

56. (D) ताकि वायु न होने पर भी श्वासनली पिचके नहीं
उपास्थि के वलय श्वासनली को खुला रखते हैं, इसलिए साँस के बीच वायु कम होने पर भी वायु मार्ग बंद नहीं होता। गैसों का विनिमय श्वासनली में नहीं, कूपिकाओं में होता है।

57. (B) रुधिर को उलटी दिशा में बहने से रोकने के लिए
शिराएँ अंगों से रुधिर को कम दाब पर हृदय की ओर लाती हैं, इसलिए वाल्व रुधिर को सिर्फ़ एक दिशा में बहने देते हैं। धमनियों में रुधिर उच्च दाब से बहता है, उनमें वाल्व नहीं होते।

58. (D) उनमें रुधिर हृदय से उच्च दाब पर निकलता है
हृदय के निलय सिकुड़कर रुधिर को बहुत दबाव से धमनियों में भेजते हैं, इसलिए उनकी भित्ति मोटी और लचीली होती है। अंगों से रुधिर वापस लाने का काम शिराओं का है, जिनकी भित्ति पतली होती है।

59. (A) वाष्पोत्सर्जन खिंचाव
दिन में रंध्र खुले रहते हैं और पत्तियों से जल वाष्प बनकर उड़ता है, यही खिंचाव जड़ से जल को ऊपर खींचता है। मूल दाब रात के समय अधिक महत्वपूर्ण होता है।

60. (B) 120/80 mm पारा
निलय के सिकुड़ने पर धमनी में दाब (प्रकुंचन दाब) लगभग 120 mm और शिथिल होने पर (अनुशिथिलन दाब) लगभग 80 mm पारा होता है। इसे स्फाइग्मोमैनोमीटर से मापा जाता है।

खंड-अ: प्रश्न 61 से 80 के कारण सहित उत्तर

61. (A) प्लेटलैट्स
प्लेटलैट्स पूरे शरीर में घूमती रहती हैं और चोट की जगह थक्का बनाकर रुधिर बहना रोकती हैं। लाल रुधिर कोशिकाएँ हीमोग्लोबिन के कारण ऑक्सीजन ढोती हैं।

62. (C) ग्लूकोज़, अमीनो अम्ल, लवण और जल की अधिक मात्रा
केशिका गुच्छ में छने निस्यंद में उपयोगी पदार्थ भी होते हैं, जिन्हें नलिका फिर से रुधिर में सोख लेती है। इसी कारण रोज़ के लगभग 180 लिटर निस्यंद से सिर्फ़ एक-दो लिटर मूत्र बनता है।

63. (D) पित्त लवण
यकृत से आने वाले पित्त रस के लवण वसा को छोटी गोलिकाओं में बदल देते हैं, जिससे लाइपेज एंजाइम आसानी से काम कर पाता है। पेप्सिन आमाशय में प्रोटीन पचाता है।

64. (A) हड्डियों के बक्से (खोपड़ी) में, तरल से भरे आवरण के भीतर
मस्तिष्क खोपड़ी में तरल से भरे गुब्बारे जैसी संरचना में रहता है, यह तरल धक्के को सोखने का काम करता है। कशेरुकदंड (रीढ़ की हड्डी) मेरुरज्जु की रक्षा करता है।

65. (D) अधिवृक्क ग्रंथि
एड्रीनलीन अधिवृक्क ग्रंथि से निकलकर सीधे रुधिर में जाता है और हृदय की धड़कन तथा साँस की दर बढ़ा देता है। अवटुग्रंथि थायरॉक्सिन बनाती है।

66. (C) सहारे से दूर वाला भाग सहारे से सटे भाग की तुलना में तेज़ी से बढ़ता है
स्पर्श का उद्दीपन मिलने पर प्रतान का सहारे से सटा भाग धीमे और दूर वाला भाग तेज़ी से बढ़ता है, इसलिए प्रतान मुड़कर लिपट जाता है। यह वृद्धि पर आश्रित दिशिक गति है।

67. (D) बौनापन
वृद्धि हॉर्मोन शरीर की वृद्धि और विकास नियंत्रित करता है, बचपन में इसकी कमी से बौनापन और अधिकता से अतिवृद्धि होती है। मधुमेह इंसुलिन की कमी से और गॉयटर आयोडीन की कमी से होता है।

68. (B) बीजाणु समासंघ
राइजोपस की बीजाणुधानी में बने बीजाणु नम सतह पर पहुँचकर नए जीव बना देते हैं, इसे बीजाणु समासंघ कहते हैं। मुकुलन हाइड्रा और यीस्ट में होता है।

69. (D) अपना स्राव मिलाकर शुक्राणुओं को तरल माध्यम और पोषण देना
शुक्राशय और प्रोस्टेट ग्रंथि अपने स्राव शुक्रवाहिका में डालती हैं, जिससे शुक्राणु तरल माध्यम में आसानी से आगे बढ़ते हैं और उन्हें पोषण भी मिलता है। शुक्राणु और टेस्टोस्टेरॉन वृषण में बनते हैं।

70. (A) पपीता
एकलिंगी पुष्प में पुंकेसर या स्त्रीकेसर में से एक ही होता है, जैसे पपीता और तरबूज़ में। गुड़हल और सरसों के पुष्पों में दोनों होते हैं, इसलिए वे उभयलिंगी हैं।

71. (B) केला
केला, संतरा, गुलाब और चमेली जैसे पौधे बीज बनाने की क्षमता खो चुके हैं, इसलिए इन्हें कायिक प्रवर्धन से उगाया जाता है। मटर और चना बीज से ही उगाए जाते हैं।

72. (A) 25%
Tt × Tt से TT, Tt, Tt और tt बनते हैं, जिनमें बौना सिर्फ़ tt होगा, जो 4 में से 1 या 25% है। 75% तो लंबे पौधों का हिस्सा है।

73. (C) 16 में से 3
F₂ में गोल-पीले : गोल-हरे : झुर्रीदार-पीले : झुर्रीदार-हरे = 9 : 3 : 3 : 1 होता है। इसलिए गोल-हरे 16 में से 3 होते हैं, और यह नया संयोजन स्वतंत्र वंशागति दिखाता है।

74. (D) पिता से मिले लिंग गुणसूत्र (X या Y) से
माता से हमेशा X गुणसूत्र आता है, जबकि पिता X या Y में से कोई एक देता है। Y मिलने पर लड़का (XY) और X मिलने पर लड़की (XX) होती है।

75. (C) समरूप अंग
दोनों पंख उड़ने का एक ही काम करते हैं, पर उनकी बनावट और उत्पत्ति अलग है, इसलिए ये समरूप अंग हैं। समजात अंगों की मूल संरचना समान होती है और काम अलग।

76. (A) 200 J
हिरण को पौधों की ऊर्जा का 10% यानी 2000 J और बाघ को हिरण की ऊर्जा का 10% यानी 200 J मिलेगी। हर अगले पोषी स्तर पर लगभग 10% ऊर्जा ही पहुँचती है।

77. (B) क्लोरोफ्लुओरो कार्बन (CFCs)
रेफ्रीजरेटर और अग्निशमन यंत्रों में पहले काम आने वाले CFCs ऊपरी वायुमंडल में ओज़ोन को तोड़ते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड ग्रीनहाउस प्रभाव से जुड़ी है, ओज़ोन क्षय से नहीं।

78. (A) बाज़
DDT अजैव निम्नीकरणीय है और हर अगले पोषी स्तर पर अधिक जमा होता जाता है, इसे जैव-आवर्धन कहते हैं। इसलिए श्रृंखला के शीर्ष पर बैठे बाज़ में इसकी सांद्रता सबसे अधिक होती है।

79. (A) सबसे दूर स्थित गाँव को
कुल्ह में पानी पहले सबसे दूर के गाँव को और फिर क्रम से ऊँचाई की ओर बसे गाँवों को दिया जाता था, जिससे सबको बराबर पानी मिले। यह व्यवस्था लगभग 400 वर्ष पुरानी है।

80. (B) जल में मानव मल का संदूषण है
कोलिफ़ॉर्म जीवाणु मनुष्य की आँत में पाए जाते हैं, इसलिए पानी में इनका होना बताता है कि उसमें मल मिला है। गंगा सफ़ाई योजना ऐसे ही प्रदूषण को घटाने के लिए शुरू की गई थी।

खंड-ब: नमूना उत्तर (भौतिकी)

प्रश्न 1. एक छात्र 15 cm फोकस दूरी वाले उत्तल लेंस को आवर्धक लेंस की तरह पकड़कर 2 cm लंबे कीड़े को देख रहा है। कीड़ा लेंस से 10 cm दूर है। कीड़े का प्रतिबिंब कहाँ बनेगा, वह कितना लंबा दिखेगा और कैसा होगा? (2 अंक)

हल:

दिया है: $f = +15$ cm (उत्तल लेंस), $u = -10$ cm, $h = +2$ cm

लेंस सूत्र: $\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$

$\frac{1}{v} = \frac{1}{f} + \frac{1}{u} = \frac{1}{15} + \frac{1}{-10} = \frac{2 - 3}{30} = -\frac{1}{30}$

$v = -30$ cm

आवर्धन: $m = \frac{v}{u} = \frac{-30}{-10} = +3$

प्रतिबिंब की ऊँचाई: $h' = m \times h = 3 \times 2 = +6$ cm

प्रतिबिंब लेंस के उसी ओर (कीड़े वाली ओर) 30 cm दूर बनेगा और 6 cm लंबा दिखेगा। $v$ ऋणात्मक और $m$ धनात्मक है, इसलिए प्रतिबिंब आभासी, सीधा और कीड़े से तीन गुना बड़ा है। आवर्धक लेंस इसी तरह काम करता है।

प्रश्न 2. लेंस की क्षमता से आप क्या समझते हैं? इसका SI मात्रक लिखिए और 1 डाइऑप्टर की परिभाषा दीजिए। (2 अंक)

उत्तर:

• किसी लेंस द्वारा प्रकाश किरणों को अभिसरित या अपसरित करने की मात्रा को उसकी क्षमता कहते हैं। यह फोकस दूरी (मीटर में) का व्युत्क्रम होती है: $P = \frac{1}{f}$
• क्षमता का SI मात्रक डाइऑप्टर (D) है।
• 1 डाइऑप्टर उस लेंस की क्षमता है जिसकी फोकस दूरी 1 मीटर हो, अर्थात $1 \text{ D} = 1 \text{ m}^{-1}$।
• उत्तल लेंस की क्षमता धनात्मक और अवतल लेंस की क्षमता ऋणात्मक होती है। जैसे $+4$ D का लेंस 25 cm फोकस दूरी वाला उत्तल लेंस है।

प्रश्न 3. जरा-दूरदृष्टिता क्या है? इसके कारण लिखिए और बताइए कि इसे कैसे ठीक किया जाता है। (2 अंक)

उत्तर:

• उम्र बढ़ने के साथ नेत्र की समंजन क्षमता घट जाती है और निकट-बिंदु दूर हट जाता है। तब व्यक्ति पास की वस्तुएँ, जैसे किताब के अक्षर, साफ़ नहीं देख पाता। इस दोष को जरा-दूरदृष्टिता कहते हैं।
• कारण: पक्ष्माभी पेशियों का धीरे-धीरे दुर्बल होना और क्रिस्टलीय लेंस का लचीलापन कम हो जाना।
• संशोधन: उचित क्षमता के उत्तल लेंस वाले चश्मे से।
• यदि किसी को निकट-दृष्टि और दीर्घ-दृष्टि, दोनों दोष हों, तो द्विफोकसी लेंस दिए जाते हैं। इनका ऊपरी भाग अवतल (दूर देखने के लिए) और निचला भाग उत्तल (पढ़ने के लिए) होता है।

प्रश्न 4. तारे क्यों टिमटिमाते हैं? ग्रह क्यों नहीं टिमटिमाते? (2 अंक)

उत्तर:

• तारों का प्रकाश पृथ्वी के वायुमंडल में आते समय बार-बार अपवर्तित होता है। वायुमंडल का ताप और घनत्व लगातार बदलता रहता है, इसलिए अपवर्तन की मात्रा भी बदलती रहती है।
• तारे बहुत दूर हैं, इसलिए वे लगभग बिंदु-स्रोत हैं। उनकी आभासी स्थिति थोड़ी हिलती रहती है और आँख में आने वाले प्रकाश की मात्रा घटती-बढ़ती रहती है। तारा कभी चमकीला और कभी धुँधला दिखता है, यही टिमटिमाना है।
• ग्रह पृथ्वी के पास हैं, इसलिए वे विस्तृत स्रोत हैं, जिन्हें बहुत सारे बिंदु-स्रोतों का समूह मान सकते हैं। सभी बिंदुओं से आने वाले प्रकाश के बदलाव आपस में मिलकर औसतन शून्य हो जाते हैं, इसलिए ग्रह नहीं टिमटिमाते।

प्रश्न 5. एक कमरे में 100 W और 60 W के दो बल्ब 220 V की घरेलू लाइन से पार्श्वक्रम में जुड़े हैं। मुख्य लाइन से ली गई कुल धारा ज्ञात कीजिए। दोनों बल्ब 10 घंटे जलें, तो कितनी यूनिट ऊर्जा खर्च होगी? (2 अंक)

हल:

दिया है: $P_1 = 100$ W, $P_2 = 60$ W, $V = 220$ V, $t = 10$ h

पार्श्वक्रम में दोनों बल्बों पर पूरा 220 V लगता है, इसलिए कुल शक्ति: $P = P_1 + P_2 = 100 + 60 = 160$ W

कुल धारा: $I = \frac{P}{V} = \frac{160}{220} = 0.73$ A

(अलग-अलग: $I_1 = \frac{100}{220} \approx 0.455$ A और $I_2 = \frac{60}{220} \approx 0.273$ A, जोड़ लगभग 0.73 A)

ऊर्जा: $W = Pt = 0.16 \text{ kW} \times 10 \text{ h} = 1.6$ kW h

मुख्य लाइन से लगभग 0.73 A धारा ली जाएगी और 10 घंटे में 1.6 यूनिट ऊर्जा खर्च होगी।

प्रश्न 6. जूल का तापन नियम लिखिए। विद्युत धारा के तापीय प्रभाव के दो व्यावहारिक उपयोग बताइए। (2 अंक)

उत्तर:

जूल का तापन नियम: किसी प्रतिरोधक में $t$ समय तक $I$ धारा बहने पर उत्पन्न ऊष्मा $H = I^2Rt$ होती है। अर्थात उत्पन्न ऊष्मा

1. धारा के वर्ग के अनुक्रमानुपाती ($H \propto I^2$),
2. प्रतिरोध के अनुक्रमानुपाती ($H \propto R$),
3. धारा बहने के समय के अनुक्रमानुपाती ($H \propto t$) होती है।

उपयोग:

• विद्युत इस्तरी, टोस्टर, हीटर और गीज़र में निक्रोम का तापन अवयव गर्म होकर ऊष्मा देता है।
• विद्युत बल्ब में टंगस्टन का तंतु बहुत गर्म होकर प्रकाश देता है।
• विद्युत फ़्यूज़ अधिक धारा पर गर्म होकर पिघल जाता है और परिपथ तोड़ देता है।

प्रश्न 7. घरेलू विद्युत परिपथ में लघुपथन और अतिभारण से आप क्या समझते हैं? अतिभारण के दो कारण लिखिए और बताइए कि इनसे बचाव कैसे होता है। (2 अंक)

उत्तर:

• लघुपथन: विद्युन्मय और उदासीन तार आवरण घिसने से सीधे छू जाएँ, तो प्रतिरोध लगभग शून्य होकर धारा अचानक बहुत बढ़ जाती है। इसे लघुपथन कहते हैं।
• अतिभारण: परिपथ से उसकी क्षमता से अधिक धारा ली जाए, तो इसे अतिभारण कहते हैं। इससे तार गर्म होकर आग लग सकती है।
• अतिभारण के कारण: (1) एक ही सॉकेट से बहुत सारे साधित्र जोड़ देना, (2) आपूर्ति की वोल्टता में अचानक वृद्धि हो जाना।
• बचाव: उचित रेटिंग का फ़्यूज़ (या MCB) श्रेणीक्रम में लगाया जाता है, जो अधिक धारा पर पिघलकर परिपथ तोड़ देता है।

प्रश्न 8. नाभिकीय विखंडन और नाभिकीय संलयन में दो अंतर लिखिए। सूर्य की ऊर्जा का स्रोत इनमें से कौन-सी अभिक्रिया है? (2 अंक)

उत्तर:

सूर्य की ऊर्जा का स्रोत नाभिकीय संलयन है। सूर्य और तारों के भीतर अत्यधिक ताप पर हाइड्रोजन के नाभिक जुड़कर हीलियम बनाते हैं और विशाल ऊर्जा निकलती है।

प्रश्न 9. (a) किसी उत्तल लेंस के सामने बिंब $F_1$ और $2F_1$ के बीच रखा है। प्रतिबिंब बनने का किरण आरेख बनाइए और प्रतिबिंब की स्थिति, प्रकृति तथा साइज़ लिखिए। (b) 20 cm फोकस दूरी वाले उत्तल लेंस से किसी बिंब को कितनी दूरी पर रखा जाए कि उसका वास्तविक प्रतिबिंब बिंब से तीन गुना बड़ा बने? प्रतिबिंब की दूरी भी ज्ञात कीजिए। (6 अंक)

हल:

(a) किरण आरेख

आरेख ऐसे बनाइए:

1. एक क्षैतिज सीधी रेखा मुख्य अक्ष के रूप में खींचिए और उसके बीच में उत्तल लेंस बनाइए। लेंस का केंद्र O लिखिए।
2. लेंस के बाईं ओर बराबर दूरियों पर $F_1$ और $2F_1$, और दाईं ओर $F_2$ और $2F_2$ अंकित कीजिए।
3. $F_1$ और $2F_1$ के बीच मुख्य अक्ष पर एक सीधा तीर AB बिंब के रूप में खींचिए (B अक्ष पर, A ऊपर)।
4. पहली किरण: A से मुख्य अक्ष के समांतर लेंस तक, फिर अपवर्तन के बाद $F_2$ से होकर आगे।
5. दूसरी किरण: A से प्रकाशिक केंद्र O से होकर, बिना मुड़े सीधी आगे।
6. दोनों किरणें $2F_2$ के आगे, मुख्य अक्ष के नीचे बिंदु A′ पर मिलती हैं। A′ से अक्ष पर लंब A′B′ डालिए, यही प्रतिबिंब है।

नामांकन: मुख्य अक्ष, उत्तल लेंस, O, $F_1$, $2F_1$, $F_2$, $2F_2$, बिंब AB, प्रतिबिंब A′B′, किरणों पर तीर के निशान।

प्रतिबिंब: $2F_2$ से परे (लेंस के दूसरी ओर), वास्तविक, उलटा और बिंब से बड़ा।

(b) आंकिक हल

दिया है: $f = +20$ cm। प्रतिबिंब वास्तविक है, इसलिए उलटा होगा, अतः आवर्धन $m = -3$

लेंस के लिए $m = \frac{v}{u}$, इसलिए $\frac{v}{u} = -3$, अर्थात $v = -3u$

लेंस सूत्र: $\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$

$\frac{1}{-3u} - \frac{1}{u} = \frac{1}{20}$

$\frac{-1 - 3}{3u} = \frac{1}{20}$

$-\frac{4}{3u} = \frac{1}{20}$

$3u = -80$, अतः $u = -\frac{80}{3} = -26.7$ cm

$v = -3u = -3 \times \left(-\frac{80}{3}\right) = +80$ cm

बिंब को लेंस के सामने लगभग 26.7 cm दूर रखना होगा और प्रतिबिंब लेंस के दूसरी ओर 80 cm पर बनेगा।

जाँच: 26.7 cm की दूरी 20 cm ($F_1$) और 40 cm ($2F_1$) के बीच है, और प्रतिबिंब 40 cm ($2F_2$) से परे बना। यह भाग (a) के आरेख से पूरी तरह मेल खाता है।

प्रश्न 10. (a) विद्युत शक्ति की परिभाषा लिखिए। इसका SI मात्रक बताइए और सिद्ध कीजिए कि $P = VI = I^2R = \frac{V^2}{R}$। (b) 220 V की लाइन पर एक घर में 1000 W का एक हीटर प्रतिदिन 2 घंटे और 100 W के 5 बल्ब प्रतिदिन 6 घंटे चलते हैं। ज्ञात कीजिए: (i) हीटर द्वारा ली गई धारा (ii) 30 दिनों में खर्च हुई विद्युत ऊर्जा, यूनिट में (iii) 6 रुपये प्रति यूनिट की दर से उन 30 दिनों का बिल। (6 अंक)

हल:

(a) विद्युत शक्ति

विद्युत ऊर्जा के खर्च होने (या कार्य होने) की दर को विद्युत शक्ति कहते हैं: $P = \frac{W}{t}$

SI मात्रक वाट (W) है। $1 \text{ W} = 1 \text{ J/s} = 1 \text{ V} \times 1 \text{ A}$

सूत्र की उपपत्ति:

विभवांतर $V$ के बीच आवेश $Q$ ले जाने में किया गया कार्य $W = VQ$ है।

$P = \frac{W}{t} = \frac{VQ}{t} = V \times \frac{Q}{t}$

धारा $I = \frac{Q}{t}$ है, इसलिए $P = VI$ … (1)

ओम के नियम से $V = IR$ रखने पर: $P = (IR)I = I^2R$ … (2)

$I = \frac{V}{R}$ रखने पर: $P = V \times \frac{V}{R} = \frac{V^2}{R}$ … (3)

अतः $P = VI = I^2R = \frac{V^2}{R}$

विद्युत ऊर्जा का व्यापारिक मात्रक किलोवाट घंटा (kW h) या यूनिट है: $1 \text{ kW h} = 1000 \text{ W} \times 3600 \text{ s} = 3.6 \times 10^6$ J

(b) आंकिक हल

(i) हीटर की धारा: $I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{220} = 4.55$ A

हीटर लगभग 4.55 A धारा लेता है।

(ii) एक दिन की ऊर्जा:

हीटर: $1 \text{ kW} \times 2 \text{ h} = 2$ kW h

बल्ब: $5 \times 0.1 \text{ kW} \times 6 \text{ h} = 3$ kW h

एक दिन में कुल $= 2 + 3 = 5$ kW h

30 दिनों में: $5 \times 30 = 150$ kW h

30 दिनों में 150 यूनिट ऊर्जा खर्च होगी।

(iii) बिल $= 150 \times 6 = 900$ रुपये

30 दिनों का बिल 900 रुपये होगा।

खंड-ब: नमूना उत्तर (रसायन शास्त्र)

प्रश्न 11. निम्नलिखित अभिक्रियाओं के संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए और हर अभिक्रिया का प्रकार बताइए: (i) जिंक + सिल्वर नाइट्रेट → जिंक नाइट्रेट + सिल्वर (ii) बेरियम क्लोराइड + पोटैशियम सल्फ़ेट → बेरियम सल्फ़ेट + पोटैशियम क्लोराइड (2 अंक)

उत्तर:

(i) Zn(s) + 2AgNO₃(aq) → Zn(NO₃)₂(aq) + 2Ag(s)

यह विस्थापन अभिक्रिया है। जिंक, सिल्वर से अधिक अभिक्रियाशील है, इसलिए वह सिल्वर को उसके लवण के विलयन से हटा देता है।

(ii) BaCl₂(aq) + K₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2KCl(aq)

यह द्विविस्थापन अभिक्रिया है, जिसमें दोनों यौगिक आपस में आयनों का आदान-प्रदान करते हैं। इसमें बेरियम सल्फ़ेट का सफ़ेद अवक्षेप बनता है, इसलिए इसे अवक्षेपण अभिक्रिया भी कहते हैं।

प्रश्न 12. संक्षारण किसे कहते हैं? लोहे को जंग लगने से बचाने के दो उपाय लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

• जब कोई धातु अपने आसपास की नमी, वायु या अम्ल के संपर्क में आकर धीरे-धीरे नष्ट होने लगती है, तो इसे संक्षारण कहते हैं। जैसे लोहे पर भूरी जंग, चाँदी पर काली परत और ताँबे पर हरी परत।
• लोहे पर जंग लगने के लिए वायु (ऑक्सीजन) और जल, दोनों आवश्यक हैं।

बचाव के उपाय:

1. लोहे की सतह पर पेंट करना, तेल या ग्रीज़ लगाना, ताकि वायु और नमी उस तक न पहुँचें।
2. यशदलेपन: लोहे पर जस्ते (जिंक) की पतली परत चढ़ाना।
3. क्रोमियम लेपन करना, या लोहे को निकैल और क्रोमियम के साथ मिलाकर स्टेनलेस स्टील जैसी मिश्रातु बनाना।

प्रश्न 13. क्लोर-क्षार प्रक्रिया क्या है? इसका संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए और इसमें बनने वाले उत्पादों के एक-एक उपयोग बताइए। (2 अंक)

उत्तर:

सोडियम क्लोराइड के जलीय विलयन (लवण जल) में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर वह वियोजित होकर सोडियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है। इसमें क्लोरीन (क्लोर) और सोडियम हाइड्रॉक्साइड (क्षार) बनते हैं, इसलिए इसे क्लोर-क्षार प्रक्रिया कहते हैं।

2NaCl(aq) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + Cl₂(g) + H₂(g) (विद्युत धारा)

ऐनोड पर क्लोरीन गैस, कैथोड पर हाइड्रोजन गैस और कैथोड के पास सोडियम हाइड्रॉक्साइड का विलयन बनता है।

उपयोग:

• हाइड्रोजन: ईंधन और वनस्पति घी बनाने में।
• क्लोरीन: जल को रोगाणुमुक्त करने और विरंजक चूर्ण बनाने में।
• सोडियम हाइड्रॉक्साइड: साबुन, अपमार्जक और काग़ज़ बनाने में।

प्रश्न 14. मुँह में pH का मान कम होने से दाँतों का क्षय कैसे होता है? इससे बचने का उपाय लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

• दाँतों का इनैमल कैल्सियम फ़ॉस्फ़ेट का बना होता है, जो शरीर का सबसे कठोर पदार्थ है और जल में नहीं घुलता।
• भोजन के बाद मुँह में बचे शर्करा और खाद्य कणों का जीवाणु निम्नीकरण करते हैं, जिससे अम्ल बनता है।
• जब मुँह का pH 5.5 से कम हो जाता है, तो यह अम्ल इनैमल का संक्षारण करने लगता है और दाँतों में क्षय शुरू हो जाता है।
• बचाव: भोजन के बाद मुँह अच्छी तरह साफ़ कीजिए और क्षारकीय टूथपेस्ट से ब्रश कीजिए। टूथपेस्ट अतिरिक्त अम्ल को उदासीन कर देता है।

प्रश्न 15. रेल की पटरियों के टूटे भागों को जोड़ने के लिए आयरन (III) ऑक्साइड और ऐलुमिनियम चूर्ण का मिश्रण क्यों जलाया जाता है? इस अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

• आयरन (III) ऑक्साइड और ऐलुमिनियम चूर्ण की अभिक्रिया को थर्मिट अभिक्रिया कहते हैं। ऐलुमिनियम, आयरन से अधिक अभिक्रियाशील है, इसलिए वह आयरन ऑक्साइड से ऑक्सीजन लेकर आयरन को अलग कर देता है।
• इसमें इतनी अधिक ऊष्मा निकलती है कि बना हुआ आयरन गलित (द्रव) अवस्था में मिलता है।

Fe₂O₃(s) + 2Al(s) → 2Fe(l) + Al₂O₃(s) + ऊष्मा

• यहाँ ऐलुमिनियम अपचायक का काम करता है।
• उपयोग: यही पिघला हुआ आयरन रेल की पटरियों या मशीनों के टूटे भागों के बीच की जगह में भर जाता है और ठंडा होकर उन्हें जोड़ देता है। इसलिए पटरियाँ जोड़ने के लिए यह मिश्रण जलाया जाता है।

प्रश्न 16. आयनिक यौगिकों के गलनांक ऊँचे क्यों होते हैं? ये ठोस अवस्था में विद्युत का चालन क्यों नहीं करते, पर गलित अवस्था में करते हैं? (2 अंक)

उत्तर:

• आयनिक यौगिकों में धनायन और ऋणायन प्रबल आकर्षण बल से बंधे रहते हैं। इस बल को तोड़ने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है, इसलिए इनके गलनांक और क्वथनांक ऊँचे होते हैं। जैसे NaCl का गलनांक 1074 K है।
• विद्युत चालन के लिए आवेशित कणों का गति करना आवश्यक है।
• ठोस अवस्था में आयन अपनी दृढ़ संरचना में बंधे रहते हैं और गति नहीं कर पाते, इसलिए ये विद्युत का चालन नहीं करते।
• गलित अवस्था (और जलीय विलयन) में आयन मुक्त होकर गति कर सकते हैं, इसलिए तब ये विद्युत का चालन करते हैं।

प्रश्न 17. एस्टरीकरण अभिक्रिया क्या है? एथेनॉइक अम्ल और एथनॉल से एस्टर बनने का रासायनिक समीकरण लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

• अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में कार्बोक्सिलिक अम्ल और ऐल्कोहॉल की अभिक्रिया से मीठी गंध वाला पदार्थ एस्टर बनता है। इस अभिक्रिया को एस्टरीकरण कहते हैं।

CH₃COOH + CH₃CH₂OH → CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O (अम्ल उत्प्रेरक)

एथेनॉइक अम्ल + एथनॉल → एथिल एथेनोएट (एस्टर) + जल

• एस्टर का उपयोग इत्र और स्वाद देने वाले पदार्थ बनाने में होता है।
• सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ एस्टर फिर से ऐल्कोहॉल और अम्ल का सोडियम लवण देता है। इसे साबुनीकरण कहते हैं, क्योंकि साबुन इसी प्रकार बनता है।

प्रश्न 18. मेन्डेलीफ की आवर्त सारणी की दो उपलब्धियाँ और दो सीमाएँ लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

उपलब्धियाँ:

1. मेन्डेलीफ ने सारणी में कुछ स्थान खाली छोड़े और उन अज्ञात तत्वों के गुणों की भविष्यवाणी की। एका-बोरॉन, एका-ऐलुमिनियम और एका-सिलिकॉन बाद में स्कैंडियम, गैलियम और जर्मेनियम के रूप में खोजे गए और उनके गुण भविष्यवाणी से मेल खाए।
2. उत्कृष्ट गैसें बाद में खोजी गईं, पर उन्हें एक नए समूह में बिना पुरानी व्यवस्था बिगाड़े रखा जा सका।

सीमाएँ:

1. हाइड्रोजन का स्थान निश्चित नहीं हो सका, क्योंकि उसके गुण क्षार धातुओं और हैलोजन, दोनों से मिलते हैं।
2. समस्थानिकों के परमाणु द्रव्यमान अलग होते हैं, पर उनके लिए अलग स्थान नहीं दिया जा सका।

प्रश्न 19. (a) सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुओं को उनके अयस्कों से कैसे प्राप्त किया जाता है? जिंक का उदाहरण लेकर संतुलित समीकरणों सहित समझाइए। (b) विद्युत अपघटनी परिष्करण द्वारा अशुद्ध कॉपर को शुद्ध करने की विधि का नामांकित चित्र सहित वर्णन कीजिए। (5 अंक)

उत्तर:

(a) मध्य की धातुओं का निष्कर्षण

सक्रियता श्रेणी के मध्य की धातुएँ (जैसे जिंक, आयरन, लेड) प्रकृति में प्रायः सल्फ़ाइड या कार्बोनेट के रूप में मिलती हैं। धातु को ऑक्साइड से प्राप्त करना आसान होता है, इसलिए पहले अयस्क को ऑक्साइड में बदला जाता है।

1. भर्जन: सल्फ़ाइड अयस्क को अधिक वायु में प्रबलता से गर्म करना।

2ZnS(s) + 3O₂(g) → 2ZnO(s) + 2SO₂(g) (ऊष्मा)

2. निस्तापन: कार्बोनेट अयस्क को सीमित वायु में प्रबलता से गर्म करना।

ZnCO₃(s) → ZnO(s) + CO₂(g) (ऊष्मा)

3. अपचयन: बने हुए जिंक ऑक्साइड को कार्बन के साथ गर्म करना। कार्बन अपचायक का काम करता है।

ZnO(s) + C(s) → Zn(s) + CO(g)

(b) कॉपर का विद्युत अपघटनी परिष्करण

• ऐनोड: अशुद्ध कॉपर का मोटा टुकड़ा, बैटरी के धन टर्मिनल से जुड़ा।
• कैथोड: शुद्ध कॉपर की पतली पट्टी, बैटरी के ऋण टर्मिनल से जुड़ी।
• विद्युत अपघट्य: अम्लीकृत कॉपर सल्फ़ेट का विलयन।
• धारा प्रवाहित करने पर ऐनोड का कॉपर घुलकर विलयन में आता है और उतना ही शुद्ध कॉपर कैथोड पर जमा हो जाता है।

ऐनोड पर: Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻

कैथोड पर: Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)

• विलेय अशुद्धियाँ विलयन में चली जाती हैं और अविलेय अशुद्धियाँ ऐनोड के नीचे बैठ जाती हैं, जिसे ऐनोड पंक कहते हैं।

चित्र का वर्णन: एक आयताकार टंकी बनाइए जिसमें विलयन भरा हो। बाईं ओर मोटी अशुद्ध कॉपर की प्लेट और दाईं ओर शुद्ध कॉपर की पतली पट्टी विलयन में डूबी दिखाइए। दोनों को ऊपर तारों से बैटरी और कुंजी से जोड़िए, और ऐनोड के नीचे टंकी की तली पर जमा पंक दिखाइए।

नामांकन: बैटरी, कुंजी, ऐनोड (अशुद्ध कॉपर), कैथोड (शुद्ध कॉपर), अम्लीकृत कॉपर सल्फ़ेट विलयन, ऐनोड पंक, टंकी।

चित्र के नामांकन: 1. बैटरी, 2. कुंजी, 3. कैथोड (शुद्ध ताँबे की पतली पट्टी), 4. ऐनोड (अशुद्ध ताँबे का मोटा टुकड़ा), 5. टैंक, 6. अम्लीकृत कॉपर सल्फ़ेट का विलयन, 7. Cu²⁺ आयनों की कैथोड की ओर गति, 8. ऐनोड पंक (अपद्रव्य)

प्रश्न 20. (a) समजातीय श्रेणी किसे कहते हैं? इसकी तीन विशेषताएँ उदाहरण सहित लिखिए। (b) एथनॉल की (i) सोडियम के साथ और (ii) 443 K पर अधिक सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल के साथ होने वाली अभिक्रियाओं के रासायनिक समीकरण लिखिए। (5 अंक)

उत्तर:

(a) समजातीय श्रेणी

कार्बन यौगिकों की वह श्रेणी जिसमें एक ही प्रकार्यात्मक समूह कार्बन श्रृंखला के हाइड्रोजन का स्थान लेता है, समजातीय श्रेणी कहलाती है।

उदाहरण: ऐल्कोहॉल श्रेणी: CH₃OH, C₂H₅OH, C₃H₇OH, C₄H₉OH

विशेषताएँ:

1. दो क्रमागत सदस्यों के सूत्र में -CH₂- इकाई का अंतर होता है, और उनके आणविक द्रव्यमान में 14 u का अंतर होता है। जैसे CH₃OH (32 u) और C₂H₅OH (46 u)।
2. सभी सदस्यों को एक ही सामान्य सूत्र से लिखा जा सकता है। जैसे ऐल्कोहॉल श्रेणी का सामान्य सूत्र CₙH₂ₙ₊₁OH और ऐल्केन का CₙH₂ₙ₊₂ है।
3. सभी सदस्यों के रासायनिक गुण लगभग समान होते हैं, क्योंकि ये प्रकार्यात्मक समूह से तय होते हैं।
4. आणविक द्रव्यमान बढ़ने के साथ गलनांक, क्वथनांक और विलेयता जैसे भौतिक गुण क्रम से बदलते हैं।

(b) एथनॉल की अभिक्रियाएँ

(i) सोडियम के साथ: हाइड्रोजन गैस निकलती है और सोडियम एथॉक्साइड बनता है।

2Na + 2CH₃CH₂OH → 2CH₃CH₂ONa + H₂

(ii) 443 K पर अधिक सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल के साथ: सांद्र H₂SO₄ निर्जलीकारक का काम करता है और एथनॉल से जल का अणु निकालकर एथीन बनाता है।

CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂ + H₂O (443 K, सांद्र H₂SO₄)

खंड-ब: नमूना उत्तर (जीव विज्ञान)

प्रश्न 21. वायवीय और अवायवीय श्वसन में तीन अंतर लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

दोनों में पहला चरण एक जैसा है: ग्लूकोज़ (6 कार्बन) टूटकर पायरुवेट (3 कार्बन) बनाता है।

प्रश्न 22. मानव फुफ्फुस में कूपिकाएँ क्या हैं? गैसों के विनिमय में इनकी भूमिका समझाइए। (2 अंक)

उत्तर:

• फुफ्फुस के अंदर श्वसनी बार-बार बँटकर छोटी श्वसनिकाएँ बनाती है। श्वसनिकाओं के सिरों पर गुब्बारे जैसी छोटी थैलियाँ होती हैं, जिन्हें कूपिकाएँ कहते हैं।
• कूपिकाओं की भित्ति बहुत पतली होती है और उस पर रुधिर वाहिकाओं (केशिकाओं) का घना जाल फैला रहता है।
• साँस लेने पर कूपिकाएँ वायु से भर जाती हैं। वायु की ऑक्सीजन विसरण द्वारा कूपिका से रुधिर में जाती है, जहाँ हीमोग्लोबिन उसे शरीर की कोशिकाओं तक ले जाता है।
• रुधिर में घुली कार्बन डाइऑक्साइड कूपिका में आ जाती है और साँस छोड़ते समय बाहर निकल जाती है।
• यदि सभी कूपिकाओं की सतह फैला दी जाए, तो वह लगभग 80 वर्ग मीटर होगी। इतनी बड़ी सतह से गैसों का विनिमय तेज़ी से और दक्षता से होता है।

प्रश्न 23. पौधों में जड़ से पत्तियों तक जल और खनिज लवण कैसे पहुँचते हैं? संक्षेप में समझाइए। (2 अंक)

उत्तर:

• जल और खनिज लवण जाइलम ऊतक से ऊपर जाते हैं। जड़, तना और पत्तियों की जाइलम वाहिनिकाएँ और वाहिकाएँ आपस में जुड़कर नलिकाओं का एक सतत जाल बनाती हैं।
• मूल दाब: जड़ की कोशिकाएँ मृदा से आयन सक्रिय रूप से लेती हैं। इससे जड़ और मृदा के बीच आयनों की सांद्रता में अंतर बनता है, मृदा से जल जड़ में आता है और जल का स्तंभ ऊपर की ओर धकेला जाता है। रात में यही मुख्य बल होता है।
• वाष्पोत्सर्जन खिंचाव: दिन में पत्तियों के रंध्रों से जल वाष्प बनकर उड़ता है। पत्ती की कोशिकाओं से निकले जल की जगह भरने के लिए जाइलम से जल ऊपर खिंचता है। दिन में जल के ऊपर चढ़ने का यही मुख्य कारण है।

प्रश्न 24. प्रतिवर्ती चाप किसे कहते हैं? इसके भागों का क्रम एक उदाहरण के साथ लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

• किसी उद्दीपन पर बिना सोचे, तुरंत होने वाली अनुक्रिया को प्रतिवर्ती क्रिया कहते हैं। इस क्रिया में आवेग जिस रास्ते से चलता है, उसे प्रतिवर्ती चाप कहते हैं। प्रतिवर्ती चाप मेरुरज्जु में बनते हैं।
• क्रम: ग्राही → संवेदी तंत्रिका → मेरुरज्जु (प्रतिसारण तंत्रिका) → प्रेरक तंत्रिका → कार्यकर (पेशी)
• उदाहरण: गरम बर्तन छूते ही त्वचा के ग्राही ताप को पहचानते हैं। संदेश संवेदी तंत्रिका से मेरुरज्जु पहुँचता है, वहाँ से प्रेरक तंत्रिका भुजा की पेशी तक आदेश ले जाती है और हाथ तुरंत हट जाता है। दर्द का अनुभव मस्तिष्क तक सूचना पहुँचने पर थोड़ी देर बाद होता है।

प्रश्न 25. कायिक प्रवर्धन क्या है? इसके दो लाभ लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

• जब पौधे के जड़, तना या पत्ती जैसे कायिक भागों से नया पौधा उग आता है, तो इसे कायिक प्रवर्धन कहते हैं। जैसे आलू की कलिका से, ब्रायोफिलम की पत्ती की कोर की कलिकाओं से, और गन्ना, गुलाब, अंगूर में कलम या परतन से नए पौधे।

लाभ:

1. जिन पौधों में बीज बनाने की क्षमता नहीं रही, जैसे केला, संतरा, गुलाब और चमेली, उन्हें भी उगाया जा सकता है।
2. बीज से उगे पौधों की तुलना में इनमें फूल और फल कम समय में आ जाते हैं।
3. नए पौधे आनुवंशिक रूप से जनक पौधे जैसे ही होते हैं, इसलिए जनक के अच्छे गुण बने रहते हैं।

प्रश्न 26. किसी भृंग समष्टि में पौधों के रोग के कारण भोजन कम मिलने से भृंगों का औसत भार घट गया। क्या यह कम भार अगली पीढ़ी के भृंगों में भी आएगा? उपार्जित और आनुवंशिक लक्षणों का अंतर बताते हुए कारण समझाइए। (2 अंक)

उत्तर:

उत्तर और कारण: नहीं, कम भार अगली पीढ़ी में नहीं आएगा, क्योंकि यह उपार्जित लक्षण है। उपार्जित लक्षणों से सिर्फ़ शरीर के कायिक ऊतक बदलते हैं, जनन कोशिकाओं का डी.एन.ए. नहीं बदलता। संतान को जनन कोशिकाओं का डी.एन.ए. ही मिलता है, इसलिए ये लक्षण आगे नहीं जाते। जैसे कई पीढ़ियों तक चूहों की पूँछ काटने पर भी संतान पूँछ के साथ ही पैदा होती है।

प्रश्न 27. आहार श्रृंखला में ऊर्जा का प्रवाह एकदिशिक क्यों कहलाता है? 10 प्रतिशत नियम को उदाहरण सहित समझाइए। (2 अंक)

उत्तर:

• ऊर्जा सूर्य से उत्पादक, फिर शाकाहारी और फिर मांसाहारी तक एक ही दिशा में जाती है। स्वपोषी जो ऊर्जा ग्रहण करते हैं, वह सौर ऊर्जा में वापस नहीं बदलती, और शाकाहारियों को मिली ऊर्जा स्वपोषियों को वापस नहीं जाती। इसलिए ऊर्जा का प्रवाह एकदिशिक है।
• 10 प्रतिशत नियम: हर पोषी स्तर पर जीव भोजन की अधिकांश ऊर्जा अपनी जैव क्रियाओं (श्वसन, गति, ऊष्मा) में खर्च कर देते हैं। अगले स्तर तक लगभग 10 प्रतिशत ऊर्जा ही पहुँचती है।
• उदाहरण: घास → टिड्डा → मेंढक → साँप। यदि घास में 10,000 J ऊर्जा हो, तो टिड्डे को लगभग 1000 J, मेंढक को 100 J और साँप को 10 J ही मिलेगी।
• इसी कारण आहार श्रृंखला में प्रायः 3 या 4 चरण ही होते हैं।

प्रश्न 28. भौम जल (भूमिगत जल) के रूप में जल-संग्रहण के तीन लाभ लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

1. भौम जल वाष्प बनकर नहीं उड़ता, जबकि खुले तालाबों और जलाशयों का जल वाष्पित होता रहता है।
2. यह आसपास की मिट्टी में फैलकर कुओं को भरता है और बड़े क्षेत्र की वनस्पति को नमी देता है।
3. खुले जल की तरह इसमें मच्छरों के जनन की समस्या नहीं होती।
4. यह मानव और जंतुओं के अपशिष्ट से होने वाले संदूषण से अपेक्षाकृत सुरक्षित रहता है।

बिहार की आहर-पइन व्यवस्था और चेक डैम जैसे उपाय भी वर्षा जल को रोककर भौम जल का स्तर बढ़ाने में मदद करते हैं।

प्रश्न 29. मानव हृदय की आंतरिक संरचना का नामांकित चित्र बनाइए और हृदय से होकर रुधिर के बहाव का वर्णन कीजिए। (5 अंक)

उत्तर:

चित्र कैसे बनाइए: हृदय की लंबवत काट बनाइए, जिसमें चार कोष्ठ दिखें। ऊपर के दो छोटे कोष्ठ अलिंद और नीचे के दो बड़े कोष्ठ निलय हैं। चित्र में आपकी बाईं ओर हृदय का दायाँ भाग और आपकी दाईं ओर हृदय का बायाँ भाग बनता है। बाएँ निलय की दीवार सबसे मोटी दिखाइए, निलयों के बीच पट बनाइए और अलिंद तथा निलय के बीच वाल्व दिखाइए। रुधिर के बहाव की दिशा तीरों से दिखाइए।

नामांकन: महाशिरा (ऊपरी और निचली), दायाँ अलिंद, दायाँ निलय, फुफ्फुस धमनी, फुफ्फुस शिराएँ, बायाँ अलिंद, बायाँ निलय, महाधमनी, वाल्व, पट।

चित्र के नामांकन: 1. शरीर के ऊपरी भाग से आने वाली महाशिरा, 2. शरीर के निचले भाग से आने वाली महाशिरा, 3. दायाँ अलिंद, 4. दायाँ निलय, 5. फुफ्फुस धमनियाँ, 6. फुफ्फुस शिराएँ, 7. बायाँ अलिंद, 8. बायाँ निलय, 9. महाधमनी, 10. दोनों निलयों के बीच की विभाजिका, 11. वाल्व

रुधिर का बहाव:

1. शरीर से विऑक्सीजनित रुधिर महाशिराओं द्वारा दाएँ अलिंद में आता है।
2. दायाँ अलिंद सिकुड़ता है, तो रुधिर वाल्व से होकर दाएँ निलय में जाता है।
3. दायाँ निलय सिकुड़कर रुधिर को फुफ्फुस धमनी द्वारा फुफ्फुस में भेजता है, जहाँ रुधिर CO₂ छोड़कर ऑक्सीजन लेता है।
4. फुफ्फुस से ऑक्सीजनित रुधिर फुफ्फुस शिराओं द्वारा बाएँ अलिंद में लौटता है।
5. बायाँ अलिंद सिकुड़कर रुधिर को बाएँ निलय में भेजता है।
6. बायाँ निलय सिकुड़कर रुधिर को महाधमनी द्वारा पूरे शरीर में पंप करता है।

खास बातें:

• वाल्व रुधिर को उलटी दिशा में बहने से रोकते हैं।
• बाएँ निलय को पूरे शरीर में रुधिर भेजना होता है, इसलिए उसकी पेशीय दीवार सबसे मोटी होती है।
• हृदय के दाएँ और बाएँ भाग पट से अलग रहते हैं, इसलिए ऑक्सीजनित और विऑक्सीजनित रुधिर नहीं मिलते। एक चक्कर में रुधिर हृदय से दो बार गुज़रता है, यही दोहरा परिसंचरण है।

प्रश्न 30. (a) मटर के लंबे और बौने पौधों पर किए गए मेंडल के एकसंकर संकरण प्रयोग का वर्णन कीजिए। F₁ और F₂ पीढ़ी में मिलने वाले अनुपात भी लिखिए। (b) इस प्रयोग से मिलने वाले दो निष्कर्ष लिखिए। (5 अंक)

उत्तर:

(a) एकसंकर संकरण

जब एक ही लक्षण के दो विपर्यासी रूपों वाले पौधों का संकरण कराया जाता है, तो उसे एकसंकर संकरण कहते हैं।

1. मेंडल ने शुद्ध लंबे (TT) और शुद्ध बौने (tt) मटर के पौधों का संकरण कराया।
2. लंबे पौधे के युग्मक में T और बौने पौधे के युग्मक में t गया।
3. F₁ पीढ़ी: सभी पौधे Tt बने और सभी लंबे थे, कोई भी पौधा बीच की ऊँचाई का नहीं था।
4. फिर F₁ के पौधों (Tt) का स्वपरागण कराया गया। हर पौधे से दो प्रकार के युग्मक बने: T और t।

F₂ पीढ़ी (चेकर बोर्ड):

• लक्षण-प्ररूप अनुपात: लंबे : बौने = 3 : 1
• जीन-प्ररूप अनुपात: TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1

(b) निष्कर्ष

1. हर लक्षण को नियंत्रित करने वाले कारक (जीन) की दो प्रतियाँ होती हैं, एक माता से और एक पिता से आती है।
2. दोनों प्रतियाँ अलग हों (Tt), तो सिर्फ़ प्रभावी लक्षण (लंबापन) दिखता है। अप्रभावी लक्षण (बौनापन) तभी दिखता है जब दोनों प्रतियाँ अप्रभावी हों (tt)।
3. F₁ में बौनापन छिपा रहा, पर नष्ट नहीं हुआ, क्योंकि वह F₂ में फिर प्रकट हो गया। युग्मक बनते समय दोनों प्रतियाँ अलग-अलग युग्मकों में चली जाती हैं।