RBSE Class 12 Physics Question Paper 2024 (With Solution) – राजस्थान बोर्ड 12वीं भौतिक विज्ञान प्रश्न पत्र व हल
RBSE Class 12 भौतिक विज्ञान प्रश्न पत्र 2024 (हल सहित)
| बोर्ड | RBSE |
| कक्षा | 12वीं |
| विषय | भौतिक विज्ञान |
| वर्ष | 2024 |
| पूर्णांक | 70 |
| समय | 3:15 घंटे |
राजस्थान माध्यमिक शिक्षा बोर्ड (RBSE) द्वारा आयोजित कक्षा 12वीं की वरिष्ठ उपाध्याय परीक्षा 2024 का भौतिक विज्ञान विषय का प्रश्न पत्र। यह पत्र संपूर्ण हल और व्याख्या के साथ प्रस्तुत किया गया है।
अवलोकन
राजस्थान माध्यमिक शिक्षा बोर्ड की कक्षा 12 भौतिक विज्ञान की परीक्षा में कुल 70 अंक के प्रश्न पूछे जाते हैं। परीक्षा की अवधि 3 घंटे 15 मिनट होती है, जिसमें प्रारंभिक 15 मिनट प्रश्न पत्र पढ़ने के लिए निर्धारित हैं।
प्रश्न पत्र चार खण्डों में विभाजित है:
- खण्ड-अ: वस्तुनिष्ठ प्रश्न (11 अंक)
- खण्ड-ब: लघु उत्तरीय प्रश्न (16 अंक)
- खण्ड-स: दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (20 अंक)
- खण्ड-द: अतिदीर्घ उत्तरीय प्रश्न (23 अंक)
सामान्य निर्देश
- प्रारंभ के 15 मिनट परीक्षार्थियों को प्रश्न-पत्र पढ़ने के लिए निर्धारित हैं।
- सभी प्रश्न अनिवार्य हैं।
- प्रत्येक प्रश्न के अंक उसके सामने अंकित हैं।
- आवश्यकतानुसार स्वच्छ एवं नामांकित चित्र बनाइए।
- सभी प्रश्नों के उत्तर क्रमानुसार लिखें।
- गणनात्मक प्रश्नों में सूत्र अवश्य लिखें।
खण्ड-अ: वस्तुनिष्ठ प्रश्न (11 अंक)
प्रश्न 1: बहुविकल्पीय प्रश्न (1×4=4 अंक)
(i) विद्युत क्षेत्र की तीव्रता का SI मात्रक है:
(अ) न्यूटन/कूलॉम
(ब) जूल/कूलॉम
(स) वोल्ट/मीटर
(द) (अ) और (स) दोनों ✓
उत्तर: (द) (अ) और (स) दोनों
व्याख्या: विद्युत क्षेत्र की तीव्रता E = F/q से परिभाषित होती है। इसका मात्रक न्यूटन/कूलॉम (N/C) तथा E = -dV/dr से वोल्ट/मीटर (V/m) होता है। दोनों समतुल्य हैं: 1 N/C = 1 V/m।
(ii) प्रत्यावर्ती धारा का शिखर मान 2A है। इसका वर्ग माध्य मूल मान होगा:
(अ) 2A
(ब) √2 A ✓
(स) 2/√2 A
(द) 4A
उत्तर: (ब) √2 A
व्याख्या: प्रत्यावर्ती धारा में Irms = I₀/√2 का संबंध होता है। दिया गया I₀ = 2A, अतः Irms = 2/√2 = √2 A।
(iii) फोटॉन की ऊर्जा होती है:
(अ) hν ✓
(ब) mc²
(स) eV
(द) kT
उत्तर: (अ) hν
व्याख्या: प्लांक के समीकरण के अनुसार फोटॉन की ऊर्जा E = hν, जहाँ h = 6.63 × 10⁻³⁴ J·s और ν = आवृत्ति।
(iv) p-n संधि डायोड में अवक्षय परत की चौड़ाई होती है:
(अ) 10⁻⁶ m से 10⁻³ m ✓
(ब) 10⁻⁹ m से 10⁻⁶ m
(स) 10⁻³ m से 10⁻² m
(द) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (अ) 10⁻⁶ m से 10⁻³ m
व्याख्या: p-n संधि डायोड में अवक्षय परत की चौड़ाई सामान्यतः 1 माइक्रोमीटर से 1 मिलीमीटर तक होती है।
प्रश्न 2: रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए (1×3=3 अंक)
(i) विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण का SI मात्रक कूलॉम-मीटर (C·m) है।
व्याख्या: विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण p = q × 2l से परिभाषित होता है।
(ii) चुंबकीय क्षेत्र में गतिशील आवेशित कण पर लगने वाले बल को लॉरेन्ज बल कहते हैं।
व्याख्या: लॉरेन्ज बल F = q(E + v × B) से व्यक्त किया जाता है।
(iii) प्रकाश का तरंगदैर्ध्य माध्यम के अपवर्तनांक के व्युत्क्रमानुपाती समानुपाती होता है।
व्याख्या: माध्यम में λmedium = λ₀/n, जहाँ n अपवर्तनांक है।
प्रश्न 3: अति लघु उत्तरीय प्रश्न (1×4=4 अंक)
(i) गाउस का नियम लिखिए।
उत्तर: गाउस का नियम - किसी बंद पृष्ठ से गुजरने वाला कुल विद्युत फ्लक्स उस पृष्ठ के भीतर उपस्थित कुल आवेश का 1/ε₀ गुना होता है: ∮ E·dA = Q/ε₀
(ii) ओम का नियम क्या है?
उत्तर: ओम का नियम - नियत ताप पर किसी चालक के सिरों पर विभवान्तर उसमें प्रवाहित धारा के अनुक्रमानुपाती होता है: V = IR
(iii) किरचॉफ का धारा नियम लिखिए।
उत्तर: किरचॉफ का धारा नियम - किसी संधि पर आने वाली धाराओं का बीजगणितीय योग शून्य होता है: ΣI = 0
(iv) प्रकाश का विवर्तन क्या है?
उत्तर: प्रकाश का विवर्तन - जब प्रकाश किसी अवरोध के किनारों से गुजरता है तो वह अपने सरल रेखीय मार्ग से विचलित होकर छाया में मुड़ जाता है।
खण्ड-ब: लघु उत्तरीय प्रश्न (16 अंक)
प्रश्न 4: कूलॉम के नियम को सदिश रूप में लिखकर समझाइए। (2 अंक)
उत्तर:
कूलॉम का नियम सदिश रूप में:
F⃗₁₂ = (1/4πε₀) × (q₁q₂/r²) × r̂₁₂
जहाँ:
- F⃗₁₂ = q₂ पर q₁ द्वारा लगाया गया बल
- q₁, q₂ = दोनों आवेश
- r = दूरी
- r̂₁₂ = q₁ से q₂ की ओर इकाई सदिश
- ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C²/N·m²
- k = 1/4πε₀ = 9 × 10⁹ N·m²/C²
समान आवेशों में प्रतिकर्षण और विपरीत आवेशों में आकर्षण होता है।
प्रश्न 5: विभवमापी के दो उपयोग लिखिए। (2 अंक)
उत्तर:
विभवमापी के उपयोग:
- सेल के emf का मापन: शून्य विक्षेप विधि से सेल के विद्युत वाहक बल को सटीकता से मापा जा सकता है।
- दो सेलों के emf की तुलना: E₁/E₂ = l₁/l₂ के रूप में दो सेलों के emf का अनुपात ज्ञात किया जा सकता है।
प्रश्न 6: फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम लिखिए। (2 अंक)
उत्तर:
प्रथम नियम: जब किसी कुंडली से संबद्ध चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन होता है, तो कुंडली में विद्युत वाहक बल प्रेरित होता है।
द्वितीय नियम: प्रेरित emf चुंबकीय फ्लक्स के परिवर्तन की दर के अनुक्रमानुपाती होता है:
ε = -N(dΦ/dt)
ऋणात्मक चिह्न लेन्ज के नियम को दर्शाता है।
प्रश्न 7: स्नेल का नियम लिखिए तथा इसे सदिश रूप में व्यक्त कीजिए। (2 अंक)
उत्तर:
n₁ sin i = n₂ sin r
जहाँ i आपतन कोण, r अपवर्तन कोण, n₁ और n₂ अपवर्तनांक हैं।
सदिश रूप में:
n₁(k̂₁ × n̂) = n₂(k̂₂ × n̂)
जहाँ k̂₁, k̂₂ किरणों की दिशा में इकाई सदिश और n̂ अभिलम्ब के अनुदिश इकाई सदिश है।
खण्ड-स: दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (20 अंक)
प्रश्न 8: किरचॉफ के नियमों को समझाइए। (5 अंक)
उत्तर:
किरचॉफ के नियम जटिल विद्युत परिपथों के विश्लेषण में उपयोगी हैं।
1. किरचॉफ का धारा नियम (KCL)
किसी संधि पर आने वाली धाराओं का बीजगणितीय योग शून्य होता है:
ΣI = 0 या ΣIin = ΣIout
यह आवेश संरक्षण पर आधारित है।
2. किरचॉफ का विभव नियम (KVL)
किसी बंद लूप में विभवान्तरों का बीजगणितीय योग शून्य होता है:
ΣV = 0 या Σ(IR) = Σ(emf)
यह ऊर्जा संरक्षण पर आधारित है।
चिह्न परिपाटी
- धारा की दिशा में: -IR
- धारा की विपरीत दिशा में: +IR
- सेल में ऋण से धन: +ε
- सेल में धन से ऋण: -ε
प्रश्न 9: प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में शक्ति। शक्ति गुणांक क्या है? (5 अंक)
उत्तर:
AC परिपथ में औसत शक्ति:
Pavg = Vrms × Irms × cos φ
शक्ति के प्रकार
| प्रकार | सूत्र | मात्रक |
|---|---|---|
| सक्रिय शक्ति | P = VI cos φ | वाट (W) |
| प्रतिघाती शक्ति | Q = VI sin φ | VAR |
| आभासी शक्ति | S = VI | VA |
शक्ति गुणांक
शक्ति गुणांक = cos φ = R/Z = P/S
उच्च शक्ति गुणांक का अर्थ है कम ऊर्जा हानि और बेहतर दक्षता।
खण्ड-द: अतिदीर्घ उत्तरीय प्रश्न (23 अंक)
प्रश्न 12: (अ) बायोट-सावर्ट नियम और वृत्ताकार कुंडली का चुंबकीय क्षेत्र (4 अंक)
dB⃗ = (μ₀/4π) × (I dl⃗ × r̂)/r²
त्रिज्या a की वृत्ताकार कुंडली के केंद्र पर:
B = μ₀NI/2a
(ब) चल कुंडली धारामापी (3 अंक)
धारामापी का सिद्धांत - धारावाही कुंडली पर चुंबकीय क्षेत्र में बल आघूर्ण कार्य करता है।
संतुलन पर: NBIA = kθ, अतः I = Gθ
प्रश्न 13: (अ) प्रकाश विद्युत प्रभाव और आइंस्टाइन का समीकरण (4 अंक)
प्रकाश विद्युत प्रभाव - उपयुक्त आवृत्ति के प्रकाश से धातु से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन।
आइंस्टाइन का समीकरण:
hν = φ₀ + KEmax
या
eV₀ = hν - φ₀
(ब) बोर के परमाणु मॉडल के अभिग्रहीत (3 अंक)
बोर मॉडल के तीन अभिग्रहीत:
- स्थिर कक्षाएं: इलेक्ट्रॉन निश्चित कक्षाओं में घूमता है बिना ऊर्जा विकिरण के।
- कोणीय संवेग का क्वांटीकरण: mvr = nℏ
- ऊर्जा संक्रमण: hν = E₂ - E₁
परीक्षा की तैयारी के सुझाव
- सभी सूत्रों को अच्छी तरह याद करें और उनका व्युत्पादन समझें
- संख्यात्मक प्रश्नों का नियमित अभ्यास करें
- चित्र बनाने का अभ्यास करें - परीक्षा में स्वच्छ चित्र अच्छे अंक दिलाते हैं
- पिछले वर्षों के प्रश्न पत्र हल करें
- महत्वपूर्ण व्युत्पादनों पर विशेष ध्यान दें
