HSC ২০১৫ · কুমিল্লা বোর্ড · পদার্থবিজ্ঞান
কুমিল্লা বোর্ড ২০১৫ — সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান
পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র
১. ভেক্টর

36 m চওড়া একটি নদীতে 10 m s−1 বেগে একটি নৌকা চলছে (চিত্র)। নৌকাটি নদী পার হয়ে বিপরীত তীরের C বিন্দুতে পৌঁছাল। নদীতে স্রোতের বেগ 3 m s−1।
- ক.কার্ল কী?১
- খ.কোনো বস্তুর বৃত্তাকার পথে সমবেগে চলা সম্ভব নয়- ব্যাখ্যা কর।২
- গ.নদীটির বিপরীত পাড়ের BC দূরত্ব বের কর।৩
- ঘ.নদীর বিপরীত পাড়ের B বিন্দুতে নৌকাটিকে পৌঁছাতে হলে, মাঝির কী ব্যবস্থা নিতে হবে?৪
২. গতিবিদ্যা
60 m উচ্চতাবিশিষ্ট একটি পাহাড়ের চূড়া হতে একটি কামানের গুলি 25 m s−1 বেগে অনুভূমিকের সাথে 53° কোণে ছোঁড়া হচ্ছে (চিত্র)।

- ক.স্প্রিং ধ্রুবক কাকে বলে?১
- খ.একটি বড় বৃষ্টির ফোঁটা ভেঙে অনেকগুলো ছোট ফোঁটায় পরিণত করলে তাপমাত্রার কী পরিবর্তন হবে— ব্যাখ্যা কর।২
- গ.কামানের গুলিটি ভূমি হতে সর্বোচ্চ কত উচ্চতায় উঠবে?৩
- ঘ.পাহাড়ের চূড়া হতে উদ্দীপকে বর্ণিত গুলির অনুরূপ একটি কামানের গুলি একই সময় একই বেগে অনুভূমিক বরাবর নিক্ষেপ করা হলে, কোনটি আগে মাটিতে আঘাত করবে? গাণিতিক বিশ্লেষণ কর।৪
৪. কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা
একটি 300 g ভরের বস্তু অনুভূমিকের সাথে 30∘ কোণে রক্ষিত তলে 5.88 J গতিশক্তি প্রয়োগে A থেকে E বিন্দুতে ঘর্ষণহীনভাবে ঠিক পৌঁছে যায়। পরক্ষণে বস্তুটি E বিন্দু থেকে উক্ত তল বরাবর A-এর দিকে পড়তে থাকে। চিত্রে AB = BC = CD = DE।

- ক.প্রত্যয়নী বল কাকে বলে?১
- খ.কোনো গ্যাস কণিকার বেগ নির্ণয়ে গড় বর্গবেগের বর্গমূল মান নেওয়া হয় কেন?২
- গ.আনত তল AE এর দৈর্ঘ্য নির্ণয় কর।৩
- ঘ.বস্তুটি উল্লিখিত তল বরাবর পড়ার সময় যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ সূত্র মেনে চলে— তার যথার্থতা D ও C বিন্দুতে গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মূল্যায়ন কর।৪
৫. মহাকর্ষ ও অভিকর্ষ
পৃথুলা ও মিথিলা দুই বোন মহাজগৎ নিয়ে গল্প করছিল। পৃথিবীর ঘূর্ণন ক্রিয়া নিয়েও তারা আলোচনা করছিল।
- ক.শব্দের তীব্রতা লেভেল কাকে বলে?১
- খ.ঘূর্ণনরত কোনো গ্রহ সূর্যের কাছাকাছি আসলে তার বেগ বাড়ে কেন? ব্যাখ্যা কর।২
- গ.সূর্য থেকে পৃথিবীর দূরত্ব যদি বর্তমান দূরত্বের অর্ধেক হয় তাহলে এক বছরে দিনের সংখ্যা বের কর।৩
- ঘ.পৃথিবীর আবর্তন বন্ধ হলে নিরক্ষীয় রেখায় অবস্থিত কোনো বস্তুর ওজনের কিরূপ পরিবর্তন হবে? বিশ্লেষণ করে মতামত দাও।৪
৭. পর্যাবৃত্ত গতি
50 g ভরবিশিষ্ট একটি সরল দোলকের দোলনকাল 2 s এবং ইহার বিস্তার 10 cm। দোলনরত অবস্থায় যখন ইহার বব মধ্যাবস্থানে আসে তখন ববটি ভূমি হতে 45 cm উপরে অবস্থান করে।
- ক.স্পর্শ কোণ কাকে বলে?১
- খ.বলের ঘাত ভরবেগের পরিবর্তনের সমান— মাত্রা সমীকরণের সাহায্যে ব্যাখ্যা কর।২
- গ.দোলনরত ববের সর্বোচ্চ বেগ কত?৩
- ঘ.দোলনরত বব যখন মধ্যাবস্থানে আসে তখন সুতাটি ছিঁড়ে গেলে এর গতি-প্রকৃতি বিশ্লেষণ করে সাম্যাবস্থান হতে কত দূরে ভূমিতে পতিত হবে তার গাণিতিক পরিমাপ কর।৪
৯. আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব
নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো অক্সিজেন গ্যাস অণুর গড় বর্গবেগের বর্গমূল মান 11.2 km s−1। ঘনত্বের পরিবর্তন না করে গ্যাসকে এমনভাবে ঠান্ডা করা হলো যেন এর চাপ অর্ধেক হয় ।
- ক.সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক কাকে বলে?১
- খ.বলের ঘাতের বৈশিষ্ট্য কী কী?২
- গ.ঠাণ্ডা করার পরে অক্সিজেন গ্যাস অণুর শেষ গড় বর্গবেগের বর্গমূল মান কত?৩
- ঘ.নাইট্রোজেন অণুর গড় বর্গবেগের বর্গমূল মান 27∘C তাপমাত্রায় অক্সিজেন অণুর গড় বর্গমূল মানের সমান হতে হলে, তাপমাত্রার ধারণা থেকে গাণিতিক বিশ্লেষণ কর।৪
পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র
৩. চল তড়িৎ
মেধাবী ছাত্রী সুজানা নিচের বর্তনীটি অঙ্কন করে প্রথমে মূল প্রবাহ হিসাব করে। পরবর্তীতে সে 100 Ω মানের একটি রোধ R4 এর সাথে প্রথমে সমান্তরালে এবং পরে শ্রেণিতে যুক্ত করে উভয় ক্ষেত্রে মূল প্রবাহ হিসাব করে দেখল দ্বিতীয় ক্ষেত্রে প্রবাহমাত্রার পরিমাণ হ্রাস পায়।

- ক.তড়িৎ দ্বিমেরু কাকে বলে?১
- খ.তাপমাত্রার বিবেচনায় পরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহীর মধ্যে পার্থক্য কী?২
- গ.১ম ক্ষেত্রে 100 Ω রোধ লাগানের পূর্বে a বিন্দু এবং b বিন্দুর মধ্যকার বিভব পার্থক্য কত?৩
- ঘ.100 Ω রোধ লাগানোর পরে সুজানার পর্যবেক্ষণের সত্যতা যাচাই কর।৪
৪. তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব
পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে একদল শিক্ষার্থী 5 সেন্টিমিটার ব্যাসার্ধ এবং 250 পাকবিশিষ্ট একটি বৃত্তাকার কুণ্ডলীর ভিতর দিয়ে 20 A তড়িৎ প্রবাহ চালনা করে এবং কুণ্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বকক্ষেত্র B এর মান নির্ণয় করে। তারপর কুণ্ডলীর তারটিকে সোজা করে একই পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ চালিয়ে কয়েলের ব্যাসার্ধের সমান দূরত্বের কোনো বিন্দুতে B এর মান নির্ণয় করে। এমতাবস্থায় প্রবাহ স্থির রেখে পরিবাহীকে 5 tesla মানের চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে স্থাপন করা হলো।
- ক.অ্যাম্পিয়ারের সংজ্ঞা দাও।১
- খ.সুষম চৌম্বকের ক্ষেত্রে গতিশীল চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বল কী কী বিষয়ের উপর নির্ভরশীল?২
- গ.উদ্দীপকে তারটি সোজা করার পরে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপিত অবস্থায় এর উপর ক্রিয়াশীল বলের মান কত?৩
- ঘ.উদ্দীপকের আলোকে কোন ক্ষেত্রে B এর মান বেশি পাবে? গাণিতিক ব্যাখ্যা দাও।৪
৬. জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞান
সুন্দরবন বেড়াতে গিয়ে তামান্না একটি নভোদূরবীক্ষণ যন্ত্র ব্যবহার করে, যার অভিলক্ষ্য এবং অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব যথাক্রমে 20 cm এবং 5 cm। সে যন্ত্রটিকে অসীমে এবং স্পষ্ট দর্শনের ন্যূনতম দূরত্ব উভয়ক্ষেত্রে ফোকাসিং করে প্রাকৃতিক দৃশ্য অবলোকন করে।
- ক.হাইগেনের নীতিটি বিবৃত কর।১
- খ.কোনো প্রিজমের ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ 36° বলতে কী বুঝ?২
- গ.তামান্না যখন যন্ত্রটিকে অসীমে ফোকাসিং করে তখন যন্ত্রের দৈর্ঘ্য কত?৩
- ঘ.উভয়ক্ষেত্রে ফোকাসিং-এর জন্য তামান্নার পর্যবেক্ষণকৃত বিবর্ধনের তুলনামূলক গাণিতিক ব্যাখ্যা দাও।৪
৮. আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সূচনা
বিজ্ঞান উৎসুক মেধাবী ছাত্রী হুমায়রা তার বাবার সাথে ঢাকা বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞান বিভাগের গবেষণাগারে গিয়ে একটি পরীক্ষণ দেখতে পায়। উক্ত পরীক্ষায় 0.4 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি ফোটন কণা একটি স্থির ইলেকট্রনকে আঘাত করে 55∘ কোণে বিক্ষিপ্ত হয়ে যায়। [গবেষণাগারের তালিকা থেকে জানা যায় যে, ইলেকট্রনের ভর =9.1×10−31 kg, আলোর বেগ =3×108 m/s এবং প্লাঙ্কের ধ্রুবক =6.63×10−34 J-s]
- ক.আলোক তড়িৎ ক্রিয়া কাকে বলে?১
- খ.বিভব পার্থক্যের S.I একক kg m2A−2s−3 ব্যাখ্যা কর।২
- গ.উদ্দীপকের আপতিত ফোটনের শক্তি কত?৩
- ঘ.উদ্দীপকের আলোকে বিক্ষেপণের পূর্বে ও পরে ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তুলনামূলক বিশ্লেষণ দাও।৪
৯. পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান
দুটি তেজস্ক্রিয় পদার্থ X ও Y এর পরমাণু সংখ্যা বনাম সময় গ্রাফ নিম্নরূপ যেখানে X মৌলটির ক্ষয় ধ্রুবক λ = 6.93×10−3 y−1।

- ক.ভরত্রুটি কাকে বলে?১
- খ.নিউক্লিয় ফিশন বিক্রিয়ায় ক্যাডমিয়াম দণ্ড ব্যবহার করা হয় কেন?২
- গ.X মৌলটির অর্ধায়ু কত?৩
- ঘ.উদ্দীপকটি অনুসারে X মৌলটির গড় আয়ু ও Y মৌলটির অর্ধায়ু এক হবে কি-না— গাণিতিকভাবে যাচাই কর।৪
১০. সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স
X ও Y যথাক্রমে ত্রিযোজী ও পঞ্চযোজী মৌল। এদেরকে সিলিকন খণ্ডে ডোপিং করে তুমি একটি ডায়োড তৈরি করলে। এখন X মৌলকে অন্য একটি সিলিকন খণ্ডের মাঝখানে ডোপিং করে একটি ট্রানজিস্টরও তৈরি করলে। এটি দেখে তোমার বন্ধু Y মৌলকে মাঝখানে ডোপিং করে আরেকটি ট্রানজিস্টর তৈরি করল।
- ক.মৌলিক বল কী?১
- খ.অবিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর প্রয়োজনীয়তা কী?২
- গ.তোমার তৈরিকৃত ডায়োডটির সম্মুখ ঝোঁক এবং বিমুখী ঝোঁক এর বায়াস বর্তনী দেখাও।৩
- ঘ.তোমার এবং তোমার বন্ধু দু'জনের তৈরি ট্রানজিস্টর দুটির মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহের (সচিত্র) তুলনামূলক ব্যাখ্যা কর।৪