JEE Main Modern Physics: Atoms and Nuclei – Chapter Test

Topics in this test

Difficulty: 9 medium · 11 hard

Atoms and Nuclei MCQ questions with answers

The first 3 of 20 questions. Unlock the series for the rest, each with a solution.

1. Q1. The energy released in the fission of a single uranium-235 nucleus is approximately:

   एकल यूरेनियम-235 नाभिक के विखंडन में मुक्त ऊर्जा लगभग होती है:

   • A. 200 MeV
   • B. 931 MeV
   • C. 2 MeV
   • D. 20 MeV
   Solution

   Each fission of U-235 releases about 200 MeV, distributed mainly as kinetic energy of the fission fragments. This corresponds to roughly 0.85 MeV per nucleon, consistent with the binding energy per nucleon curve.

   U-235 के प्रत्येक विखंडन में लगभग 200 MeV ऊर्जा मुक्त होती है, जो मुख्यतः विखंडन खंडों की गतिज ऊर्जा के रूप में वितरित होती है। यह लगभग 0.85 MeV प्रति न्यूक्लिऑन के संगत है, जो प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा वक्र के अनुरूप है।

2. Q2. In Rutherford's alpha-particle scattering, if the initial kinetic energy of the alpha particle approaching a nucleus head-on is doubled, the distance of closest approach becomes:

   रदरफोर्ड के अल्फा-कण प्रकीर्णन में, यदि नाभिक की ओर सम्मुख (head-on) आते हुए अल्फा कण की प्रारंभिक गतिज ऊर्जा दोगुनी कर दी जाए, तो निकटतम पहुँच की दूरी हो जाती है:

   • A. one-fourth of its previous value / अपने पूर्व मान की एक-चौथाई
   • B. half of its previous value / अपने पूर्व मान की आधी
   • C. twice its previous value / अपने पूर्व मान की दोगुनी
   • D. 1/sqrt(2) times its previous value / अपने पूर्व मान का 1/sqrt(2) गुना
   Solution

   At closest approach the entire kinetic energy converts to electrostatic potential energy: K = 2Ze^2/(4 pi epsilon_0 d), so d is inversely proportional to K. Doubling the kinetic energy halves the distance of closest approach.

   निकटतम पहुँच पर संपूर्ण गतिज ऊर्जा स्थिरवैद्युत स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है: K = 2Ze^2/(4 pi epsilon_0 d), अतः d, K के व्युत्क्रमानुपाती है। गतिज ऊर्जा दोगुनी करने पर निकटतम पहुँच की दूरी आधी हो जाती है।

3. Q3. A radioactive nucleus of atomic number Z and mass number A emits one alpha particle followed by two beta-minus particles. The final nucleus is:

   परमाणु क्रमांक Z तथा द्रव्यमान संख्या A वाला एक रेडियोधर्मी नाभिक एक अल्फा कण और उसके पश्चात दो बीटा-माइनस कण उत्सर्जित करता है। अंतिम नाभिक है:

   • A. an isotope of the original nucleus, with mass number A - 4 / मूल नाभिक का एक समस्थानिक, जिसकी द्रव्यमान संख्या A - 4 है
   • B. an isobar of the original nucleus, with the same mass number A / मूल नाभिक का एक समभारिक, जिसकी द्रव्यमान संख्या वही A है
   • C. a nucleus of atomic number Z - 4 and mass number A - 4 / परमाणु क्रमांक Z - 4 तथा द्रव्यमान संख्या A - 4 वाला नाभिक
   • D. an isotone of the original nucleus / मूल नाभिक का एक समन्यूट्रॉनिक
   Solution

   Alpha emission reduces Z by 2 and A by 4; each beta-minus emission increases Z by 1 with A unchanged. The final nucleus has atomic number Z - 2 + 2 = Z and mass number A - 4, so it is an isotope of the original element.

   अल्फा उत्सर्जन से Z में 2 की और A में 4 की कमी होती है; प्रत्येक बीटा-माइनस उत्सर्जन से Z में 1 की वृद्धि होती है तथा A अपरिवर्तित रहता है। अंतिम नाभिक का परमाणु क्रमांक Z - 2 + 2 = Z तथा द्रव्यमान संख्या A - 4 है, अतः यह मूल तत्व का एक समस्थानिक है।

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