পদার্থের গাঠনিক ধর্ম — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৭ম অধ্যায়। এখানে ৬৮৮টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৬৮৮ প্রশ্ন
১ম পত্র
অধ্যায় ৭
পাতা ২৭/৩৫
-
৫২১
5 m দৈর্ঘ্য এবং 1 mm ব্যাসবিশিষ্ট তারে 1000 kg ভর চাপালে দৈর্ঘ্য 0.3 mm প্রসারিত হয়। তারটির সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ কত?
- ক 0.0147 J
- খ 0.03 J
- গ 0.147 J
- ঘ 100 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.147 J
এখানে, L = 5 m, D = 1 mm, m = 1000 kg, l = 0.3 mm = 0.3 × 10−3 m, g = 9.8 ms−2
আমরা জানি, W = (12)Fl = (12)mgl
∴ W = 12 × 1000 × 9.8 × 0.3 × 10−3 = 1.47 J
প্রশ্নের তথ্যে ফল 1.47 J, কোনো অপশনে নেই; ভর 100 kg হলে W = 12 × 100 × 9.8 × 0.3 × 10−3 = 0.147 J, যা অপশন গ। -
৫২২
200 mm ব্যাসার্ধের একটি গোলক কোনো তরলের ভেতর দিয়ে 2.1 × 10−2 ms−1 প্রান্ত বেগ নিয়ে পড়ছে। তরলের সান্দ্রতাঙ্ক 0.003 Nm−2 হলে সান্দ্র বল কত?
- ক 2.37 × 10−4 N
- খ 3.37 × 10−4 N
- গ 2.37 × 104 N
- ঘ 3.37 × 104 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.37 × 10−4 N
এখানে, r = 200 mm = 0.2 m, v = 2.1 × 10−2 ms−1, η = 0.003 Nsm−2
আমরা জানি, স্টোকসের সূত্র F = 6πηrv
∴ F = 6 × 3.1416 × 0.003 × 0.2 × 2.1 × 10−2 = 2.37 × 10−4 N
সান্দ্রতাঙ্কের সঠিক একক Nsm−2। -
৫২৩
যে ধর্মের ফলে তরল তার বিভিন্ন স্তরের আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে তাকে তরলের কী বলে?
- ক সান্দ্রতা বল
- খ সান্দ্রতা
- গ সান্দ্রতাঙ্ক
- ঘ পৃষ্ঠটান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সান্দ্রতা
যে ধর্মের ফলে প্রবাহী তার বিভিন্ন স্তরের আপেক্ষিক গতিতে বাধা দেয়, তাকে সান্দ্রতা বলে।
সান্দ্রতার ফলে দুই স্তরের মধ্যে যে বাধাদানকারী বল ক্রিয়া করে, তা সান্দ্র বল: F = ηA(dvdx)।
একক বেগ নতিতে একক ক্ষেত্রফলে ক্রিয়াশীল সান্দ্র বল হলো সান্দ্রতাঙ্ক η (একক Nsm−2)।
পৃষ্ঠটান তরল পৃষ্ঠের সংকোচনের প্রবণতাজনিত ধর্ম, স্তরের আপেক্ষিক গতির সাথে সম্পর্কহীন। -
৫২৪
1 cm2 প্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট তামার তারকে টেনে দ্বিগুণ লম্বা করতে কত বলের প্রয়োজন হবে?
- ক 107 N
- খ 3 × 107 N
- গ 4 × 107 N
- ঘ 2 × 107 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2 × 107 N
এখানে, A = 1 cm2 = 1 × 10−4 m2, দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ বলে l = L, বিকৃতি lL = 1, Y = 2 × 1011 Nm−2 (বইয়ের উত্তর অনুযায়ী ধরা)
আমরা জানি, Y = FLAl বা F = YAlL
∴ F = 2 × 1011 × 1 × 10−4 × 1 = 2 × 107 N
দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করতে প্রয়োজনীয় পীড়নের মান ইয়ং-এর গুণাঙ্কের সমান (Y = FA যখন l = L); তামার জন্য Y ≈ 1.2 × 1011 Nm−2 নিলে F ≈ 1.2 × 107 N। -
৫২৫
চিত্রানুসারে—
i. সংসক্তি বল > আসঞ্জন বল
ii. আসঞ্জন বল > সংসক্তি বল
iii. 60° হলো স্পর্শ কোণ
নিচের কোনটি সঠিক?
- ক i
- খ i ও iii
- গ i ও ii
- ঘ ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) i
চিত্রে কাচের ওপর পারদের ফোঁটা; পারদের সংসক্তি বল > কাচ-পারদের আসঞ্জন বল, তাই i সঠিক এবং ii ভুল।
iii ভুল: চিত্রের 60° কোণটি স্পর্শবিন্দুতে টানা স্পর্শক ও কাচতলের মধ্যে তরলের বাইরের দিকে মাপা; স্পর্শ কোণ মাপতে হয় তরলের ভেতর দিয়ে, তাই স্পর্শ কোণ = 180° − 60° = 120°।
পারদ-কাচের স্পর্শ কোণ স্থূলকোণ, এজন্য পারদ কাচকে ভেজায় না এবং ফোঁটা গোলাকার হয়। -
৫২৬
পৃষ্ঠ শক্তির একক কোনটি?
- ক Nm
- খ N−1m
- গ Nm−2
- ঘ Nm−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) Nm−1
পৃষ্ঠশক্তি = কাজ/ক্ষেত্রফল, তাই একক Jm−2 = Nmm2 = Nm−1।
পৃষ্ঠটানের একক Nm−1, পৃষ্ঠশক্তিরও একক Jm−2 বা Nm−1; দুটির মাত্রা [MT−2]।
Nm হলো কাজ বা টর্কের একক, Nm−2 হলো পীড়ন বা চাপের একক। -
৫২৭
কঠিনের ঘনত্ব ρS, তরলের ঘনত্ব ρL এবং স্পর্শ কোণ θ হলে কোনটি সঠিক?
- ক ρS > ρL, θ = 90°
- খ ρS < ρL, θ = 90°
- গ ρS > ρL, θ > 90°
- ঘ ρS > ρL, θ < 90°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ρS > ρL, θ < 90°
পাঠ্যবইয়ের প্রচলিত নিয়ম: কঠিনের ঘনত্ব তরলের ঘনত্বের চেয়ে বেশি হলে (ρS > ρL) স্পর্শ কোণ সূক্ষ্মকোণ (θ < 90°) হয়।
উদাহরণ: কাচ (প্রায় 2.5 × 103 kgm−3) ও পানি (1 × 103 kgm−3), θ ≈ 0°।
তরলের ঘনত্ব কঠিনের চেয়ে বেশি হলে (ρL > ρS) স্পর্শ কোণ স্থূলকোণ, যেমন কাচ ও পারদ (13.6 × 103 kgm−3), θ ≈ 140°।
মূলত স্পর্শ কোণ নির্ধারিত হয় আসঞ্জন ও সংসক্তি বলের তুলনায়: আসঞ্জন > সংসক্তি হলে θ < 90°। -
৫২৮
D ব্যাস ও L দৈর্ঘ্যের একটি তার এক প্রান্তে দৃঢ়ভাবে আটকানো আছে। তারটির নিচের প্রান্তে একটি ভর ঝুলানোতে এর দৈর্ঘ্য x পরিমাণ বৃদ্ধি পেল। x, L-এর অর্ধেক।
Y = 2.0 × 1011 Nm−2 হলে পীড়ন কত?- ক 0.25 × 1011 Nm−2
- খ 0.5 × 1011 Nm−2
- গ 1 × 1011 Nm−2
- ঘ 4 × 1011 Nm−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1 × 1011 Nm−2
এখানে, x = L2, বিকৃতি xL = 12 = 0.5, Y = 2.0 × 1011 Nm−2
আমরা জানি, Y = পীড়ন/বিকৃতি বা পীড়ন = Y × বিকৃতি
∴ পীড়ন = 2.0 × 1011 × 0.5 = 1 × 1011 Nm−2 -
৫২৯
D ব্যাস ও L দৈর্ঘ্যের একটি তার এক প্রান্তে দৃঢ়ভাবে আটকানো আছে। তারটির নিচের প্রান্তে একটি ভর ঝুলানোতে এর দৈর্ঘ্য x পরিমাণ বৃদ্ধি পেল। x, L-এর অর্ধেক।
একই উপাদানের 2D ব্যাস এবং 3L দৈর্ঘ্যের অপর একটি তারে সমপরিমাণ ভর ঝুলালে—
i. পয়সনের অনুপাত অপরিবর্তিত থাকবে
ii. দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পাবে 3x4
iii. পীড়নের পরিবর্তন হবে
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
এখানে, প্রথম তার: ব্যাস D, দৈর্ঘ্য L, দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি x; দ্বিতীয় তার: ব্যাস 2D, দৈর্ঘ্য 3L, একই বল F ও একই Y
আমরা জানি, l = FLAY, যেখানে A = πD24, অর্থাৎ l ∝ LD2
∴ x' = x × 3LL × (D2D)2 = x × 3 × 14 = 3x4
i সঠিক: পয়সনের অনুপাত উপাদানের ধর্ম, উপাদান একই বলে অপরিবর্তিত।
ii সঠিক: উপরের হিসাবে দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি 3x4। iii সঠিক: পীড়ন = FA, ক্ষেত্রফল 4 গুণ হওয়ায় পীড়ন আগের 14 গুণ হবে। -
৫৩০
চিত্রে পীড়ন এবং বিকৃতির মধ্যকার লেখচিত্রে OA রেখার ঢাল কী নির্দেশ করে?
- ক নতি বিন্দু
- খ ইয়ং–এর গুণাঙ্ক
- গ ভর বিন্দু
- ঘ স্থায়ী বিকৃতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ইয়ং–এর গুণাঙ্ক
লেখচিত্রের OA অংশ সরলরৈখিক, অর্থাৎ এ অংশে পীড়ন ∝ বিকৃতি (হুকের সূত্র মানে)।
এ অংশের ঢাল = পীড়ন/বিকৃতি = ইয়ং-এর গুণাঙ্ক Y।
A বিন্দু সমানুপাতিক (স্থিতিস্থাপক) সীমা নির্দেশ করে; এর পরে ভর বিন্দু (yield point) পেরোলে স্থায়ী বিকৃতি ঘটে।
B বিন্দুর কাছে তার ছিঁড়ে যায়; সেখানকার পীড়ন অসহ পীড়ন। -
৫৩১
পানির উপরিতল হতে 0.5 m লম্বা একটি অনুভূমিক তারকে টেনে তুলতে তারের ওজনসহ সর্বাধিক 72.8 × 10−3 N বলের প্রয়োজন হয়। পানির পৃষ্ঠটান কত?
- ক 145.6 × 10−3 Nm−1
- খ 72.8 × 10−3 Nm−1
- গ 14.56 × 10−3 Nm−1
- ঘ 7.28 × 10−3 Nm−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 72.8 × 10−3 Nm−1
এখানে, l = 0.5 m, F = 72.8 × 10−3 N, তার তোলার সময় পানির দুটি পৃষ্ঠ তৈরি হয় বলে মোট দৈর্ঘ্য 2l
আমরা জানি, F = T × 2l বা T = F2l
∴ T = 72.8 × 10−32 × 0.5 = 72.8 × 10−3 Nm−1
20°C তাপমাত্রায় পানির পৃষ্ঠটান প্রায় 72.8 × 10−3 Nm−1। -
৫৩২
50 m উঁচু থেকে পড়ন্ত দুটি শিলাপিণ্ডের ব্যাসার্ধের অনুপাত 1 : 2। শিলাখণ্ড দুটির অন্তঃবেগের অনুপাত কত?
- ক 1 : 9
- খ 9 : 1
- গ 4 : 1
- ঘ 1 : 4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1 : 4
এখানে, r1 : r2 = 1 : 2, দুটি শিলাখণ্ডের উপাদান (ঘনত্ব) ও মাধ্যম একই
আমরা জানি, প্রান্তবেগ v = 2r2(ρ − σ)g9η, অর্থাৎ v ∝ r2
∴ v1 : v2 = r12 : r22 = 12 : 22 = 1 : 4
প্রান্তবেগ উচ্চতার ওপর নির্ভর করে না, তাই 50 m তথ্যটি হিসাবে লাগে না। -
৫৩৩
কোন অবস্থায় অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল সর্বনিম্ন হয়?
- ক তরল
- খ প্লাজমা
- গ কঠিন
- ঘ বায়বীয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বায়বীয়
বায়বীয় অবস্থায় অণুগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব সবচেয়ে বেশি, তাই আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল সর্বনিম্ন।
কঠিনে আন্তঃআণবিক বল সবচেয়ে বেশি, অণুগুলো নির্দিষ্ট অবস্থানে কম্পিত হয়; তরলে বল মাঝারি।
গ্যাসের অণুগুলো প্রায় মুক্তভাবে চলে, তাই গ্যাসের নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন নেই।
প্লাজমা হলো আয়নিত গ্যাস (ধনাত্মক আয়ন ও মুক্ত ইলেকট্রন), পদার্থের চতুর্থ অবস্থা। -
৫৩৪
নিচের কোন ঘনত্বের তরলের মধ্যে কাচনল ডুবানো হলে স্থূল স্পর্শ কোণ হবে?
- ক 0.8 × 103 kgm−3
- খ 0.87 × 103 kgm−3
- গ 1 × 103 kgm−3
- ঘ 13.6 × 103 kgm−3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 13.6 × 103 kgm−3
13.6 × 103 kgm−3 হলো পারদের ঘনত্ব; কাচনল পারদে ডুবালে স্পর্শ কোণ স্থূলকোণ (প্রায় 140°) হয় এবং নলে পারদ নেমে যায়।
পারদের ঘনত্ব কাচের (প্রায় 2.5 × 103 kgm−3) চেয়ে বেশি এবং পারদের সংসক্তি বল কাচ-পারদের আসঞ্জন বলের চেয়ে বেশি।
0.8 × 103 kgm−3 (অ্যালকোহল/কেরোসিন), 0.87 × 103 kgm−3 (বেনজিন/তেল) ও 1 × 103 kgm−3 (পানি) কাচকে ভেজায়, এদের স্পর্শ কোণ সূক্ষ্মকোণ। -
৫৩৫
ইয়ং–এর গুণাঙ্ক নিচের কোনটি?
- ক Y = (আয়তন পীড়ন)/(আয়তন বিকৃতি)
- খ Y = (দৈর্ঘ্য পীড়ন)/(দৈর্ঘ্য বিকৃতি)
- গ Y = (কৃন্তন পীড়ন)/(কৃন্তন বিকৃতি)
- ঘ Y = (কৃন্তন পীড়ন)/(দৈর্ঘ্য বিকৃতি)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) Y = (দৈর্ঘ্য পীড়ন)/(দৈর্ঘ্য বিকৃতি)
ইয়ং-এর গুণাঙ্ক Y = দৈর্ঘ্য পীড়ন/দৈর্ঘ্য বিকৃতি = FAlL = FLAl।
আয়তন পীড়ন/আয়তন বিকৃতি = আয়তন গুণাঙ্ক K।
কৃন্তন পীড়ন/কৃন্তন বিকৃতি = দৃঢ়তার গুণাঙ্ক n।
কৃন্তন পীড়ন ও দৈর্ঘ্য বিকৃতির অনুপাত কোনো স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক নয়। -
৫৩৬
গ্যাসের সান্দ্রতা গুণাঙ্ক তাপমাত্রার—
- ক সমানুপাতিক
- খ ব্যস্তানুপাতিক
- গ বর্গমূলের সমানুপাতিক
- ঘ বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বর্গমূলের সমানুপাতিক
গ্যাসের সান্দ্রতা গুণাঙ্ক পরম তাপমাত্রার বর্গমূলের সমানুপাতিক: η ∝ T।
গ্যাসে সান্দ্রতা আসে অণুর স্থানান্তরজনিত ভরবেগ পরিবহন থেকে; তাপমাত্রা বাড়লে অণুর গড় বেগ (∝ T) বাড়ে, ফলে সান্দ্রতা বাড়ে।
তরলের ক্ষেত্রে বিপরীত: তাপমাত্রা বাড়লে আন্তঃআণবিক বল দুর্বল হয়, সান্দ্রতা কমে। -
৫৩৭
5 cm ব্যাসার্ধের বুদবুদ সৃষ্টি করতে কৃত কাজ কত? (T = 3 × 10−2 Nm−1)
- ক 0.88 × 10−3 J
- খ 0.98 × 10−3 J
- গ 1.88 × 10−3 J
- ঘ 2.88 × 10−3 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.88 × 10−3 J
এখানে, r = 5 cm = 0.05 m, T = 3 × 10−2 Nm−1, বুদবুদের দুটি পৃষ্ঠ (ভেতর ও বাইর)
আমরা জানি, W = 2 × 4πr2 × T = 8πr2T
∴ W = 8 × 3.1416 × (0.05)2 × 3 × 10−2 = 1.88 × 10−3 J
তরলের ফোঁটার একটি মাত্র পৃষ্ঠ, তাই ফোঁটা তৈরিতে কাজ 4πr2T। -
৫৩৮
পয়সনের অনুপাত—
i. দৈর্ঘ্য বিকৃতি ও পার্শ্ব বিকৃতির অনুপাত
ii. কোনো একক নেই
iii. এর মান −1 থেকে 0.5 পর্যন্ত
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ii ও iii
i ভুল: পয়সনের অনুপাত = পার্শ্ব বিকৃতি/দৈর্ঘ্য বিকৃতি, বিবৃতিতে অনুপাতটি উল্টো লেখা।
ii সঠিক: দুটি বিকৃতির অনুপাত বলে পয়সনের অনুপাতের কোনো একক ও মাত্রা নেই।
iii সঠিক: তাত্ত্বিকভাবে σ-এর মান −1 থেকে 0.5 পর্যন্ত; রাবারের জন্য প্রায় 0.5, ইস্পাতের জন্য প্রায় 0.3। -
৫৩৯
কোনো তরলের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এক একক বৃদ্ধি করতে কৃত কাজকে বলা হয়—
- ক পৃষ্ঠটান
- খ সান্দ্রতা
- গ পৃষ্ঠ শক্তি
- ঘ আয়তন পীড়ন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) পৃষ্ঠ শক্তি
তরল পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এক একক বৃদ্ধি করতে কৃত কাজকে পৃষ্ঠশক্তি বলে; এ কাজ পৃষ্ঠে স্থিতিশক্তিরূপে সঞ্চিত থাকে।
পৃষ্ঠশক্তির একক Jm−2; সংখ্যাগতভাবে এটি পৃষ্ঠটানের সমান।
পৃষ্ঠটান হলো তরল পৃষ্ঠে কল্পিত রেখার একক দৈর্ঘ্যে লম্বভাবে ক্রিয়াশীল বল (Nm−1)।
আয়তন পীড়ন হলো একক ক্ষেত্রফলে লম্বভাবে প্রযুক্ত বল যা আয়তনের পরিবর্তন ঘটায়। -
৫৪০
স্পর্শ কোণ নির্ভর করে—
i. কঠিন ও তরলের প্রকৃতির ওপর
ii. তরলের উচ্চতার ওপর
iii. কঠিন ও তরলের বিশুদ্ধতার ওপর
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
i সঠিক: স্পর্শ কোণ কঠিন ও তরলের প্রকৃতির ওপর নির্ভর করে, যেমন কাচ-পানি প্রায় 0°, কাচ-পারদ প্রায় 140°।
ii ভুল: কৈশিক নলে তরলের উচ্চতা স্পর্শ কোণের ওপর নির্ভর করে, কিন্তু স্পর্শ কোণ তরলের উচ্চতার ওপর নির্ভর করে না।
iii সঠিক: কঠিন বা তরলে অপদ্রব্য (যেমন কাচে তেল-ময়লা, পানিতে সাবান) থাকলে স্পর্শ কোণ বদলে যায়।
এছাড়া স্পর্শ কোণ তাপমাত্রা ও তরলের মুক্ত তলের ওপরের মাধ্যমের ওপরও নির্ভর করে।
পদার্থের গাঠনিক ধর্ম নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।