सामान्य विज्ञान की गहरी समझ: MCQ अभ्यास

परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं जैसे SSC, Railways, State PSCs आदि में सामान्य विज्ञान का खंड सफलता की कुंजी होता है। भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के मूल सिद्धांतों की गहरी समझ न केवल आपको बेहतर अंक दिलाती है, बल्कि आपके विश्लेषणात्मक कौशल को भी निखारती है। इस अभ्यास सेट में, हमने इन तीनों विषयों से 25 महत्वपूर्ण बहुविकल्पीय प्रश्नों का संग्रह किया है, जिन्हें विशेष रूप से परीक्षा की आवश्यकताओं को ध्यान में रखकर तैयार किया गया है। प्रत्येक प्रश्न के साथ विस्तृत व्याख्या भी दी गई है, ताकि आप न केवल सही उत्तर जान सकें, बल्कि उसके पीछे के वैज्ञानिक सिद्धांत को भी पूरी तरह समझ सकें। अपनी तैयारी को परखने और अपनी अवधारणाओं को मजबूत करने के लिए तैयार हो जाइए!

सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)

1. कार्बन का कौन सा अपररूप त्रिविमीय (3D) जालक संरचना वाला सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ है?
   • (a) ग्रेफाइट
   • (b) फुलरीन
   • (c) हीरा
   • (d) ग्राफीन

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): अपररूपता (Allotropy) एक ही रासायनिक तत्व के विभिन्न रूपों में अस्तित्व में आने की क्षमता है। ये रूप भौतिक गुणों में भिन्न होते हैं लेकिन रासायनिक गुण समान होते हैं। पदार्थों की कठोरता उनके आंतरिक परमाण्विक संरचना और बंधों की मजबूती पर निर्भर करती है।

   व्याख्या (Explanation): हीरा (Diamond) कार्बन का एक अपररूप है जहाँ प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंधों द्वारा एक त्रिविमीय (tetrahedral) संरचना में जुड़ा होता है। यह एक अत्यधिक मजबूत, कठोर और स्थिर जालक संरचना बनाता है, जो इसे पृथ्वी पर सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ बनाता है। ग्रेफाइट में कार्बन परमाणु षट्कोणीय (hexagonal) परतों में व्यवस्थित होते हैं और ये परतें कमजोर वैन डर वाल्स बलों द्वारा जुड़ी होती हैं, जिससे यह नरम और चिकना होता है। फुलरीन कार्बन परमाणुओं से बने गोलाकार या बेलनाकार अणु होते हैं (जैसे बकमिंस्टरफुलरीन C60)। ग्राफीन कार्बन परमाणुओं की एक एकल-परत की षट्कोणीय जालक संरचना है।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

2. प्रकाश के किस गुण के कारण हीरे अपनी अद्वितीय चमक बिखेरते हैं?
   • (a) परावर्तन (Reflection)
   • (b) अपवर्तन (Refraction)
   • (c) कुल आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)
   • (d) विवर्तन (Diffraction)

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): कुल आंतरिक परावर्तन (TIR) एक ऐसी घटना है जहाँ प्रकाश की किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाते समय क्रांतिक कोण (critical angle) से अधिक कोण पर आपतित होती है, तो वह परावर्तित होकर उसी सघन माध्यम में लौट जाती है। हीरे का अपवर्तनांक बहुत अधिक (लगभग 2.42) होता है, जिससे इसका क्रांतिक कोण बहुत छोटा (लगभग 24.4 डिग्री) होता है।

   व्याख्या (Explanation): जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो उसके उच्च अपवर्तनांक के कारण वह कई बार अंदर ही कुल आंतरिक परावर्तन से गुजरता है। हीरे को इस तरह से काटा और पॉलिश किया जाता है कि प्रकाश की किरणें आसानी से इसके अंदर ही बार-बार परावर्तित होती रहें, जब तक कि वे किसी एक फलक से बाहर न निकलें। यह बार-बार होने वाला कुल आंतरिक परावर्तन ही हीरे को उसकी चमकदार और झिलमिलाती उपस्थिति प्रदान करता है। परावर्तन और अपवर्तन भी होते हैं, लेकिन हीरे की अद्वितीय चमक मुख्य रूप से कुल आंतरिक परावर्तन के कारण होती है।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

3. हीरे में कार्बन परमाणु किस प्रकार के संकरण (hybridization) से जुड़े होते हैं?
   • (a) sp
   • (b) sp2
   • (c) sp3
   • (d) dsp2

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): संकरण (Hybridization) परमाणु कक्षकों (atomic orbitals) के मिश्रण की प्रक्रिया है जिससे नए हाइब्रिड कक्षक बनते हैं जो समान ऊर्जा और आकार के होते हैं, और रासायनिक बंध बनाने के लिए उपयुक्त होते हैं। कार्बन के लिए, ये sp, sp2, और sp3 हो सकते हैं, जो क्रमशः एकल, द्वि- और त्रि-बंधों में शामिल परमाणुओं के लिए होते हैं।

   व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ चार एकल सहसंयोजक बंध (single covalent bonds) बनाता है। यह एक चतुष्फलकीय (tetrahedral) संरचना बनाता है। इस प्रकार की बंध व्यवस्था के लिए कार्बन के 2s कक्षक और तीन 2p कक्षक मिलकर चार sp3 हाइब्रिड कक्षक बनाते हैं। ये sp3 कक्षक चार अन्य परमाणुओं के साथ मजबूत सिग्मा (σ) बंध बनाते हैं। ग्रेफाइट में, कार्बन परमाणु sp2 संकरित होते हैं, जबकि अल्काइन जैसे यौगिकों में कार्बन sp संकरित हो सकता है।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

4. जीवित प्रणालियों में, कौन सा मूलभूत तत्व सभी कार्बनिक यौगिकों का आधार है, जिसमें कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा शामिल हैं?
   • (a) ऑक्सीजन
   • (b) हाइड्रोजन
   • (c) नाइट्रोजन
   • (d) कार्बन

   उत्तर: (d)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): कार्बनिक रसायन विज्ञान, जैसा कि इसके नाम से ही स्पष्ट है, कार्बन-आधारित यौगिकों का अध्ययन है। कार्बन में कैटिनेशन (श्रृंखला निर्माण) की अद्वितीय क्षमता होती है, जिसके कारण यह स्वयं के परमाणुओं और अन्य तत्वों के साथ बड़ी, जटिल और स्थिर श्रृंखलाएं और वलय बना सकता है।

   व्याख्या (Explanation): कार्बन जीवन का आधारभूत तत्व है। इसकी अद्वितीय क्षमता (कैटिनेशन और विभिन्न प्रकार के बंध बनाने की क्षमता) इसे कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा (लिपिड), न्यूक्लिक एसिड (DNA और RNA) जैसे सभी प्रमुख जैविक अणुओं का मुख्य घटक बनाती है। ये सभी “कार्बनिक यौगिक” कहलाते हैं। जबकि ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन भी जैविक अणुओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, कार्बन ही वह तत्व है जो उनकी संरचना का मूल ढाँचा बनाता है।

   अतः, सही उत्तर (d) है।

5. एक पदार्थ के अपवर्तनांक (refractive index) पर तापमान बढ़ने का सामान्यतः क्या प्रभाव पड़ता है?
   • (a) बढ़ता है
   • (b) घटता है
   • (c) अपरिवर्तित रहता है
   • (d) पहले बढ़ता है फिर घटता है

   उत्तर: (b)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): अपवर्तनांक किसी माध्यम में प्रकाश की चाल का निर्वात में प्रकाश की चाल से अनुपात होता है। यह माध्यम के घनत्व और उसकी परमाण्विक/आणविक संरचना से प्रभावित होता है। तापमान बढ़ने पर माध्यम के परमाणुओं/अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, जिससे माध्यम का घनत्व कम हो जाता है।

   व्याख्या (Explanation): जब किसी पदार्थ का तापमान बढ़ता है, तो उसके परमाणु या अणु अधिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं और अधिक कंपन करने लगते हैं। इससे उनके बीच की औसत दूरी बढ़ जाती है, और पदार्थ का घनत्व कम हो जाता है। क्योंकि प्रकाश की चाल सघन माध्यमों में धीमी और विरल माध्यमों में तेज होती है, घनत्व में कमी से प्रकाश माध्यम में तेजी से यात्रा करता है। नतीजतन, माध्यम का अपवर्तनांक घट जाता है। उदाहरण के लिए, गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में कम अपवर्तक होती है, जिससे मिराज (मरीचिका) जैसी घटनाएं होती हैं।

   अतः, सही उत्तर (b) है।

6. कार्बन के किस अपररूप का उपयोग पेंसिल लीड (pencil lead) और स्नेहक (lubricant) के रूप में किया जाता है?
   • (a) हीरा
   • (b) फुलरीन
   • (c) ग्रेफाइट
   • (d) कार्बन नैनोट्यूब

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): एक ही तत्व के विभिन्न अपररूपों के भौतिक गुण उनकी परमाणु व्यवस्था और बंधन के प्रकार के कारण भिन्न होते हैं, भले ही उनकी रासायनिक संरचना समान हो।

   व्याख्या (Explanation): ग्रेफाइट कार्बन का एक अपररूप है जहाँ कार्बन परमाणु षट्कोणीय वलयों में व्यवस्थित होते हैं और परतों में जमा होते हैं। प्रत्येक कार्बन परमाणु sp2 संकरित होता है और तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है। ये परतें कमजोर वैन डर वाल्स बलों द्वारा एक साथ बंधी होती हैं, जिससे वे एक-दूसरे पर आसानी से फिसल सकती हैं। इसी गुण के कारण ग्रेफाइट बहुत नरम और चिकना होता है, जो इसे पेंसिल लीड (मिट्टी के साथ मिलाकर) और औद्योगिक स्नेहक के रूप में उपयोग करने के लिए आदर्श बनाता है। हीरा, इसके विपरीत, अत्यधिक कठोर होता है और स्नेहक के रूप में अनुपयुक्त होता है। फुलरीन और कार्बन नैनोट्यूब के अलग-अलग अनुप्रयोग हैं।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

7. पौधों में प्रकाश संश्लेषण (photosynthesis) की प्रक्रिया में किस गैस का उपयोग होता है, जो कार्बन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है?
   • (a) ऑक्सीजन
   • (b) नाइट्रोजन
   • (c) कार्बन डाइऑक्साइड
   • (d) मीथेन

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा हरे पौधे, शैवाल और कुछ बैक्टीरिया सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से ग्लूकोज (भोजन) और ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं।

   व्याख्या (Explanation): प्रकाश संश्लेषण के लिए मुख्य सामग्री कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और पानी (H2O) हैं। पौधे अपने पत्तियों में मौजूद छोटे छिद्रों, जिन्हें स्टोमेटा कहते हैं, के माध्यम से वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित करते हैं। यह कार्बन डाइऑक्साइड ही ग्लूकोज (C6H12O6) के निर्माण में कार्बन परमाणुओं का स्रोत बनती है। ऑक्सीजन इस प्रक्रिया का एक उप-उत्पाद है जो वायुमंडल में मुक्त होता है। नाइट्रोजन पौधों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है लेकिन सीधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में उपयोग नहीं होती है, और मीथेन प्रकाश संश्लेषण के लिए एक सामान्य स्रोत नहीं है।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

8. ध्वनि की चाल किस माध्यम में सर्वाधिक होती है?
   • (a) गैस
   • (b) द्रव
   • (c) ठोस
   • (d) निर्वात

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है जिसे संचरण के लिए एक माध्यम की आवश्यकता होती है। ध्वनि की चाल माध्यम के कणों की निकटता और उनके लोचदार गुणों पर निर्भर करती है।

   व्याख्या (Explanation): ठोस पदार्थों में, कण एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं और मजबूत बंधों द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। यह उन्हें ध्वनि ऊर्जा को अधिक कुशलता और तेजी से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। द्रवों में कण ठोस की तुलना में कम कसकर बंधे होते हैं, और गैसों में वे बहुत दूर होते हैं और अनियमित रूप से चलते हैं। इसलिए, ध्वनि की चाल ठोस में सबसे अधिक, फिर द्रव में, और सबसे कम गैस में होती है। निर्वात में ध्वनि बिल्कुल भी यात्रा नहीं कर सकती क्योंकि वहां कोई माध्यम नहीं होता।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

9. सहसंयोजक बंध (covalent bond) मुख्य रूप से किसके बीच बनते हैं?
   • (a) धातु और अधातु
   • (b) दो धातुएँ
   • (c) दो अधातुएँ
   • (d) धातु और उपधातु

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): रासायनिक बंध परमाणुओं को एक साथ जोड़कर अणु और यौगिक बनाते हैं। सहसंयोजक बंध इलेक्ट्रॉनों के साझाकरण से बनते हैं, जबकि आयनिक बंध इलेक्ट्रॉनों के पूर्ण स्थानांतरण से बनते हैं।

   व्याख्या (Explanation): सहसंयोजक बंध तब बनते हैं जब दो परमाणु अपने बाहरी इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं ताकि दोनों परमाणु अपने निकटतम उत्कृष्ट गैस विन्यास (आमतौर पर अष्टक नियम) को प्राप्त कर सकें। यह साझाकरण आमतौर पर उन परमाणुओं के बीच होता है जिनकी विद्युतऋणात्मकता में छोटा अंतर होता है, और ऐसे परमाणु अक्सर अधातु होते हैं। धातु और अधातु के बीच आयनिक बंध बनते हैं (जैसे NaCl), जहाँ इलेक्ट्रॉन का स्थानांतरण होता है। दो धातुओं के बीच धात्विक बंध बनते हैं।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

10. कोशिका सिद्धांत (Cell Theory) का प्रतिपादन किसने किया था?
    • (a) रॉबर्ट हुक और एंटोन वैन लीउवेनहुक
    • (b) थियोडोर श्वान और मैथियस श्लाइडेन
    • (c) लुई पाश्चर और रॉबर्ट कोच
    • (d) जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): कोशिका सिद्धांत जीव विज्ञान में एक मूलभूत सिद्धांत है जो यह बताता है कि सभी जीवित जीव कोशिकाओं से बने होते हैं और कोशिका जीवन की मूल इकाई है।

    व्याख्या (Explanation): कोशिका सिद्धांत दो जर्मन वैज्ञानिकों, मैथियस श्लाइडेन (एक वनस्पतिशास्त्री) और थियोडोर श्वान (एक प्राणीशास्त्री) द्वारा प्रतिपादित किया गया था। श्लाइडेन ने 1838 में प्रस्तावित किया कि सभी पौधे कोशिकाओं से बने होते हैं, और श्वान ने 1839 में इस विचार को जानवरों तक बढ़ाया। रुडोल्फ विर्चोव ने बाद में “ओम्निस सेलुला ए सेलुला” (सभी कोशिकाएँ पूर्व-मौजूदा कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं) जोड़कर सिद्धांत को पूरा किया। रॉबर्ट हुक ने पहली बार कोशिका की खोज की, और एंटोन वैन लीउवेनहुक ने जीवित कोशिकाओं का अवलोकन किया। लुई पाश्चर और रॉबर्ट कोच सूक्ष्मजीव विज्ञान में योगदान के लिए जाने जाते हैं, जबकि वाटसन और क्रिक डीएनए की संरचना के लिए जाने जाते हैं।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

11. मोहोस पैमाने (Mohs scale) का उपयोग किसे मापने के लिए किया जाता है?
    • (a) घनत्व (Density)
    • (b) कठोरता (Hardness)
    • (c) विद्युत चालकता (Electrical Conductivity)
    • (d) तापीय चालकता (Thermal Conductivity)

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): मोहोस कठोरता पैमाना खनिजों की कठोरता को मापने का एक तरीका है, जो एक खरोंच परीक्षण पर आधारित है। यह एक संदर्भ पैमाना है जहाँ एक ज्ञात कठोरता वाला खनिज एक नरम खनिज को खरोंच सकता है।

    व्याख्या (Explanation): मोहोस कठोरता पैमाना 1812 में जर्मन भूविज्ञानी फ्रेडरिक मोह्स द्वारा विकसित किया गया था। यह खनिजों की खरोंच प्रतिरोध (scratch resistance) को मापता है। इस पैमाने पर 1 से 10 तक संख्याएँ होती हैं, जहाँ 1 सबसे नरम (टैल्क) और 10 सबसे कठोर (हीरा) होता है। हीरा, जो कार्बन का एक अपररूप है, इस पैमाने पर उच्चतम स्थान पर है, जो इसकी असाधारण कठोरता को दर्शाता है। यह पैमाना अन्य भौतिक गुणों जैसे घनत्व या चालकता से संबंधित नहीं है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

12. आवर्त सारणी में कार्बन किस समूह (group) और आवर्त (period) का तत्व है?
    • (a) समूह 13, आवर्त 2
    • (b) समूह 14, आवर्त 2
    • (c) समूह 14, आवर्त 3
    • (d) समूह 15, आवर्त 2

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): आवर्त सारणी तत्वों को उनके परमाणु क्रमांक, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और दोहराए जाने वाले रासायनिक गुणों के आधार पर व्यवस्थित करती है। समूह (ऊर्ध्वाधर कॉलम) समान रासायनिक गुण वाले तत्वों को दर्शाते हैं, जबकि आवर्त (क्षैतिज पंक्तियाँ) में तत्वों के परमाणु में इलेक्ट्रॉन कोशों की संख्या समान होती है।

    व्याख्या (Explanation): कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 है, जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s² 2s² 2p² है। इसके बाहरी कोश (संयोजकता कोश) में 4 इलेक्ट्रॉन हैं, जो इसे समूह 14 (या IVA) में रखता है। क्योंकि इसके संयोजकता इलेक्ट्रॉन दूसरे कोश में हैं, यह आवर्त 2 में स्थित है। समूह 14 के अन्य तत्व सिलिकॉन, जर्मेनियम, टिन और लेड हैं। आवर्त 2 में लिथियम, बेरिलियम, बोरॉन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन और नियॉन शामिल हैं।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

13. मानव शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत क्या है?
    • (a) प्रोटीन
    • (b) विटामिन
    • (c) खनिज
    • (d) कार्बोहाइड्रेट

    उत्तर: (d)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): भोजन में मौजूद मैक्रोन्यूट्रिएंट्स (कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा) शरीर को ऊर्जा प्रदान करते हैं, जबकि माइक्रोन्यूट्रिएंट्स (विटामिन, खनिज) शरीर के कार्यों को विनियमित करते हैं।

    व्याख्या (Explanation): कार्बोहाइड्रेट मानव शरीर के लिए ऊर्जा का प्राथमिक और सबसे आसानी से उपलब्ध स्रोत हैं। वे पाचन तंत्र द्वारा ग्लूकोज में टूट जाते हैं, जिसे रक्तप्रवाह में अवशोषित कर लिया जाता है। ग्लूकोज कोशिकाओं द्वारा तत्काल ऊर्जा के लिए उपयोग किया जाता है या ग्लाइकोजन के रूप में यकृत और मांसपेशियों में संग्रहीत किया जाता है। प्रोटीन मुख्य रूप से शरीर के ऊतकों के निर्माण और मरम्मत के लिए उपयोग होते हैं, हालांकि वे कुछ हद तक ऊर्जा भी प्रदान कर सकते हैं। विटामिन और खनिज शरीर के विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण हैं लेकिन सीधे ऊर्जा प्रदान नहीं करते हैं।

    अतः, सही उत्तर (d) है।

14. ऑप्टिकल फाइबर (Optical Fibre) किस सिद्धांत पर कार्य करता है?
    • (a) परावर्तन
    • (b) अपवर्तन
    • (c) कुल आंतरिक परावर्तन
    • (d) व्यतिकरण (Interference)

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): ऑप्टिकल फाइबर डेटा को प्रकाश दालों के रूप में लंबी दूरी तक संचारित करने के लिए कुल आंतरिक परावर्तन (TIR) के सिद्धांत का उपयोग करते हैं।

    व्याख्या (Explanation): ऑप्टिकल फाइबर बहुत पतले, लचीले फाइबर होते हैं जो कांच या प्लास्टिक से बने होते हैं। वे एक सघन कोर (उच्च अपवर्तनांक) और एक विरल आवरण (कम अपवर्तनांक) से बने होते हैं। जब प्रकाश कोर में एक छोटे कोण पर प्रवेश करता है, तो यह कोर-आवरण इंटरफ़ेस पर क्रांतिक कोण से अधिक कोण पर आपतित होता है। नतीजतन, प्रकाश बार-बार फाइबर की दीवारों से परावर्तित होता रहता है और बिना किसी महत्वपूर्ण हानि के फाइबर के साथ यात्रा करता है। यह कुल आंतरिक परावर्तन ही ऑप्टिकल फाइबर को उच्च गति और दक्षता के साथ डेटा संचारित करने में सक्षम बनाता है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

15. शुष्क बर्फ (Dry ice) किसका ठोस रूप है?
    • (a) पानी
    • (b) कार्बन डाइऑक्साइड
    • (c) नाइट्रोजन
    • (d) ऑक्सीजन

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): उर्ध्वपातन (Sublimation) वह प्रक्रिया है जिसमें एक ठोस सीधे गैस में बदल जाता है, बिना तरल अवस्था से गुजरे।

    व्याख्या (Explanation): शुष्क बर्फ ठोस कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) है। इसे “शुष्क” बर्फ इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह सामान्य बर्फ की तरह पिघलने पर तरल में नहीं बदलती, बल्कि सीधे गैस में उर्ध्वपातित हो जाती है। यह -78.5 °C (-109.3 °F) के बहुत कम तापमान पर मौजूद होती है और इसका उपयोग आमतौर पर कूलिंग एजेंट के रूप में, खाद्य पदार्थों को ठंडा रखने के लिए, और थिएटर में धुएँ के प्रभाव पैदा करने के लिए किया जाता है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

16. डीएनए (DNA) का डबल हेलिक्स (double helix) मॉडल किसने प्रस्तावित किया था?
    • (a) फ्रेडरिक ग्रिफिथ
    • (b) ओसवाल्ड एवरी
    • (c) वाटसन और क्रिक
    • (d) हरशे और चेज़

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत और संचारित करने वाला एक मैक्रोमोलेक्यूल है। इसकी विशिष्ट डबल हेलिक्स संरचना इसके कार्य के लिए महत्वपूर्ण है।

    व्याख्या (Explanation): जेम्स वाटसन (एक अमेरिकी जीवविज्ञानी) और फ्रांसिस क्रिक (एक ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी) को 1953 में डीएनए की डबल हेलिक्स संरचना का प्रस्ताव देने का श्रेय दिया जाता है। उनके मॉडल ने बताया कि डीएनए दो पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जो एक-दूसरे के चारों ओर सर्पिल आकार में लिपटी होती हैं, जो हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी होती हैं। इस खोज ने आनुवंशिकी और आणविक जीव विज्ञान के क्षेत्र में क्रांति ला दी। फ्रेडरिक ग्रिफिथ ने ‘रूपांतरण सिद्धांत’ (transforming principle) का प्रदर्शन किया, ओसवाल्ड एवरी ने दिखाया कि डीएनए आनुवंशिक सामग्री है, और हरशे और चेज़ ने बैक्टीरियोफेज के साथ अपने प्रयोगों से इसकी पुष्टि की।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

17. ऊष्मा का सबसे अच्छा सुचालक धातु कौन सा है?
    • (a) एल्यूमीनियम
    • (b) तांबा
    • (c) चांदी
    • (d) सोना

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति उन्हें ऊष्मा और विद्युत का अच्छा सुचालक बनाती है। ऊष्मा चालकता किसी पदार्थ की ऊष्मा को स्थानांतरित करने की क्षमता है।

    व्याख्या (Explanation): चांदी (Silver) सभी धातुओं में ऊष्मा और विद्युत दोनों का सबसे अच्छा सुचालक है। इसकी उच्च चालकता इसके मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता के कारण होती है, जो ऊर्जा को बहुत कुशलता से स्थानांतरित कर सकते हैं। तांबा भी एक उत्कृष्ट चालक है और अक्सर बिजली के तारों और ऊष्मा विनिमय अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह चांदी की तुलना में सस्ता होता है। एल्यूमीनियम और सोना भी अच्छे चालक हैं, लेकिन चांदी जितनी कुशल नहीं हैं। हीरा एक गैर-धातु होते हुए भी असाधारण रूप से उच्च तापीय चालकता रखता है, लेकिन प्रश्न धातु के बारे में है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

18. ‘फुलरीन’ (Fullerene) में कार्बन परमाणु किस आकार में व्यवस्थित होते हैं?
    • (a) षट्कोणीय परतें
    • (b) त्रिविमीय जालक
    • (c) गोलाकार या दीर्घवृत्तीय संरचनाएँ
    • (d) लंबी सीधी श्रृंखलाएँ

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): कार्बन के विभिन्न अपररूपों की विशिष्ट आणविक संरचनाएँ उनके भौतिक गुणों और अनुप्रयोगों को निर्धारित करती हैं।

    व्याख्या (Explanation): फुलरीन कार्बन के अपररूपों का एक वर्ग है जो बंद-जालक पिंजरों (closed-cage structures) से बने होते हैं। इनमें सबसे प्रसिद्ध बकमिंस्टरफुलरीन (Buckminsterfullerene) है, जिसे आमतौर पर “बकीबॉल” (Buckyball) के रूप में जाना जाता है, जिसका सूत्र C60 होता है। इसकी संरचना एक फुटबॉल के समान होती है, जिसमें 12 पंचभुज और 20 षट्भुज होते हैं। अन्य फुलरीन गोलाकार, दीर्घवृत्तीय या ट्यूबलर (कार्बन नैनोट्यूब) आकार के हो सकते हैं। षट्कोणीय परतें ग्रेफाइट की विशेषता हैं, त्रिविमीय जालक हीरे की विशेषता है, और लंबी सीधी श्रृंखलाएं आमतौर पर कुछ पॉलिमर में पाई जाती हैं।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

19. कौन सा विटामिन रक्त का थक्का जमने (blood clotting) में मदद करता है?
    • (a) विटामिन A
    • (b) विटामिन C
    • (c) विटामिन K
    • (d) विटामिन D

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): विटामिन कार्बनिक यौगिक होते हैं जिनकी शरीर को सामान्य चयापचय कार्यों के लिए छोटी मात्रा में आवश्यकता होती है। विशिष्ट विटामिन विशिष्ट शारीरिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

    व्याख्या (Explanation): विटामिन K रक्त के थक्के (coagulation) बनाने वाले कई प्रोटीनों के संश्लेषण के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से प्रोथ्रोम्बिन। ये प्रोटीन यकृत में संश्लेषित होते हैं, और विटामिन K इनकी सक्रियता के लिए एक सहकारक (cofactor) के रूप में कार्य करता है। विटामिन A दृष्टि और प्रतिरक्षा कार्य के लिए महत्वपूर्ण है। विटामिन C एक एंटीऑक्सीडेंट है और कोलेजन निर्माण के लिए आवश्यक है। विटामिन D कैल्शियम अवशोषण और हड्डियों के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

20. इंद्रधनुष (Rainbow) बनने का क्या कारण है?
    • (a) प्रकाश का परावर्तन और अपवर्तन
    • (b) प्रकाश का विवर्तन और व्यतिकरण
    • (c) प्रकाश का परिक्षेपण (Dispersion), पूर्ण आंतरिक परावर्तन और अपवर्तन
    • (d) प्रकाश का प्रकीर्णन (Scattering) और ध्रुवीकरण (Polarization)

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): इंद्रधनुष एक ऑप्टिकल और मौसम संबंधी घटना है जो तब होती है जब प्रकाश की किरणें पानी की बूंदों से गुजरती हैं। इसमें प्रकाश के तीन मुख्य गुण शामिल होते हैं: परिक्षेपण, पूर्ण आंतरिक परावर्तन और अपवर्तन।

    व्याख्या (Explanation): इंद्रधनुष तब बनता है जब सूर्य का प्रकाश वर्षा की बूंदों में प्रवेश करता है।
    1. **अपवर्तन (Refraction):** जब श्वेत प्रकाश वायु से पानी की बूंद में प्रवेश करता है, तो यह अपवर्तित होता है और अपने घटक रंगों (प्रकाश का परिक्षेपण) में विभाजित हो जाता है, क्योंकि विभिन्न रंगों की तरंग दैर्ध्य की गति पानी में अलग-अलग होती है।
    2. **पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection):** प्रत्येक रंग की किरण बूंद के आंतरिक पिछले हिस्से से परावर्तित होती है।
    3. **अपवर्तन (Refraction):** अंत में, ये परावर्तित किरणें बूंद से बाहर निकलते हुए फिर से अपवर्तित होती हैं और दर्शक की आँखों तक पहुँचती हैं।
    इन तीनों घटनाओं के संयोजन से ही हमें आसमान में इंद्रधनुष के सुंदर रंग दिखाई देते हैं।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

21. किस रासायनिक बंध में इलेक्ट्रॉन युग्म साझा (share) किए जाते हैं?
    • (a) आयनिक बंध
    • (b) धात्विक बंध
    • (c) सहसंयोजक बंध
    • (d) हाइड्रोजन बंध

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): रासायनिक बंध परमाणुओं को स्थिर विन्यास प्राप्त करने के लिए एक साथ जोड़ने के तरीके हैं। साझाकरण या स्थानांतरण के आधार पर बंधों के विभिन्न प्रकार होते हैं।

    व्याख्या (Explanation): सहसंयोजक बंध (Covalent bond) तब बनते हैं जब दो परमाणु अपने बाहरी इलेक्ट्रॉन (संयोजकता इलेक्ट्रॉन) युग्मों को साझा करते हैं। यह आमतौर पर दो अधातु परमाणुओं के बीच होता है ताकि दोनों परमाणु अपने निकटतम उत्कृष्ट गैस के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को प्राप्त कर सकें। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन अणु (H2) में दो हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे के साथ एक इलेक्ट्रॉन युग्म साझा करते हैं। आयनिक बंध में इलेक्ट्रॉन का पूर्ण स्थानांतरण होता है, धात्विक बंध में इलेक्ट्रॉनों का एक ‘समुद्र’ होता है, और हाइड्रोजन बंध अणुओं के बीच कमजोर अंतराण्विक बल होते हैं।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

22. पौधों में जल का परिवहन (transportation of water) किसके द्वारा होता है?
    • (a) फ्लोएम (Phloem)
    • (b) जाइलम (Xylem)
    • (c) स्टोमेटा (Stomata)
    • (d) मूल रोम (Root Hairs)

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): पौधों में संवहनी ऊतक (vascular tissues) होते हैं जो पानी, खनिज और भोजन का परिवहन करते हैं। जाइलम और फ्लोएम इन ऊतकों के दो मुख्य प्रकार हैं।

    व्याख्या (Explanation): जाइलम (Xylem) पौधों में वह संवहनी ऊतक है जो जड़ों से पत्तियों और पौधे के अन्य वायवीय भागों तक पानी और घुले हुए खनिजों का परिवहन करता है। यह एकतरफा प्रवाह होता है, मुख्य रूप से वाष्पोत्सर्जन खिंचाव (transpirational pull) के कारण। फ्लोएम (Phloem) वह ऊतक है जो पत्तियों में संश्लेषित भोजन (शर्करा) को पौधे के अन्य भागों तक पहुंचाता है। स्टोमेटा पत्तियों में छोटे छिद्र होते हैं जो गैस विनिमय और वाष्पोत्सर्जन में मदद करते हैं, जबकि मूल रोम जड़ों में महीन संरचनाएं होती हैं जो मिट्टी से पानी और खनिजों को अवशोषित करती हैं।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

23. यदि किसी लेंस की शक्ति +2.0 डायोप्टर (dioptre) है, तो उसकी फोकस दूरी क्या होगी?
    • (a) -0.5 मीटर
    • (b) +0.5 मीटर
    • (c) +2.0 मीटर
    • (d) -2.0 मीटर

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): लेंस की शक्ति (Power of a lens) उसकी फोकस दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होती है। इसे डायोप्टर (D) में मापा जाता है, और फोकस दूरी (f) मीटर में होनी चाहिए। सूत्र है: P = 1/f। धनात्मक शक्ति उत्तल लेंस (अभिसारी लेंस) और ऋणात्मक शक्ति अवतल लेंस (अपसारी लेंस) को दर्शाती है।

    व्याख्या (Explanation):
    दिया गया है: लेंस की शक्ति (P) = +2.0 D
    सूत्र: P = 1/f
    अतः, f = 1/P
    f = 1 / (+2.0)
    f = +0.5 मीटर
    चूंकि शक्ति धनात्मक है, यह एक उत्तल लेंस है, और उत्तल लेंस की फोकस दूरी धनात्मक होती है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

24. भारी जल (Heavy Water) का रासायनिक सूत्र क्या है?
    • (a) H2O
    • (b) D2O
    • (c) T2O
    • (d) H2O2

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): समस्थानिक (Isotopes) एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनकी परमाणु संख्या समान होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है (न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न)। भारी जल हाइड्रोजन के समस्थानिक ड्यूटेरियम से बनता है।

    व्याख्या (Explanation): भारी जल का रासायनिक सूत्र D2O है। इसमें हाइड्रोजन के सबसे सामान्य समस्थानिक प्रोटियम (¹H) के स्थान पर ड्यूटेरियम (²H या D) होता है। ड्यूटेरियम में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होता है, जबकि प्रोटियम में केवल एक प्रोटॉन होता है। भारी जल का उपयोग मुख्य रूप से परमाणु रिएक्टरों में न्यूट्रॉन मंदक (moderator) के रूप में किया जाता है। H2O सामान्य पानी है, T2O ट्रिटियम (³H या T) से बना पानी है, और H2O2 हाइड्रोजन परॉक्साइड है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

25. मानव शरीर की सबसे बड़ी ग्रंथि (largest gland) कौन सी है?
    • (a) थायराइड
    • (b) अग्न्याशय (Pancreas)
    • (c) यकृत (Liver)
    • (d) पीयूष ग्रंथि (Pituitary gland)

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): मानव शरीर में विभिन्न प्रकार की ग्रंथियां होती हैं जो विशिष्ट कार्य करती हैं, जैसे हार्मोन, एंजाइम या अन्य महत्वपूर्ण पदार्थों का उत्पादन।

    व्याख्या (Explanation): यकृत (Liver) मानव शरीर की सबसे बड़ी ग्रंथि है। यह कई महत्वपूर्ण कार्य करता है, जिनमें पित्त का उत्पादन (वसा के पाचन में सहायक), रक्त शर्करा का विनियमन, प्रोटीन का संश्लेषण, विषाक्त पदार्थों का निष्कासन, और विटामिन तथा खनिजों का भंडारण शामिल है। थायराइड ग्रंथि गर्दन में स्थित होती है और चयापचय को नियंत्रित करने वाले हार्मोन का उत्पादन करती है। अग्न्याशय एक मिश्रित ग्रंथि है जो पाचन एंजाइम और हार्मोन (जैसे इंसुलिन) दोनों का उत्पादन करती है। पीयूष ग्रंथि मस्तिष्क में स्थित एक छोटी ग्रंथि है जो कई अन्य ग्रंथियों के कार्यों को नियंत्रित करती है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।