Description

Medical College Admission Test (MCAT) which is accepted by medical schools in US, Australia, Canada and Carribean Islands for making admission decision.The test assesses candidates critical analysis and reasoning skills, biological and biochemical foundations of living systems, psychological, social and biological foundations of behaviour and chemical and physical foundations of biological systems.

In this collection there will be many samples to practice this test

It will be so important to Medical students who wants to prepare for this test

Study Set Content:
101- Page
background image

Question 4 

A force of 25 N is acting along the North direction and a force of 12 N is acting along the South 
direction on a body of mass 1.5 kg. What acceleration will the force bring in the body? 

A.

 

9.87 m/s

2

 

B.

 

2.36 m/s

2

 

C.

 

4.67 m/s

2

 

D.

 

7.67 m/s

2

 

E.

 

8.67 m/s

2

 

Correct Answer: E 

Explanation: 

A body undergoes acceleration due to an unbalanced force. The unbalanced force here is given as  
F = 25 - 12 Or F = 13N 
According to Newton’s second law of motion 
F = ma -------------- (1) 
13 = 1.5 * a 
a = 8.67 m/s

2

 

Therefore, E is the correct answer option. 

Question 5 

If a wheel is rotating with an angular velocity of 2.5 rad/s, what is the time taken by the wheel to 
complete one full rotation? 

A.

 

1.57 s 

B.

 

2.51 s 

C.

 

1.84 s 

D.

 

3.52 s 

E.

 

2.22 s 

Correct Answer: B 

Explanation: 

Time taken to complete one rotation is known as time period. Angular velocity is related to time 
period as  
ω = 2π/T ---------------- (1) 
Putting the values of (π = 3.14) and ω in equation 1 we get 
2.5 = (2*3.14)/T 
T = 2.51 s 
Therefore, B is the correct answer option. 

 

 

102- Page
background image

Question 6 

An object is to be lifted from the ground to a height of 5m in 25 seconds. If the energy consumed 
during the process is 2000 J, what is the power required? 

A.

 

75 J/s 

B.

 

72 J/s 

C.

 

80 J/s 

D.

 

100 J/s 

E.

 

125 J/s 

Correct Answer: C 

Explanation: 

Power is given as 
P = W/t ---------------- (1) 
Putting the values in equation 1 we get 
P = 2000 / 25 
P = 80 J/s or Watt 
Hence, C is the correct answer option. 

Question 7 

A block of mass M, connected to a spring of spring constant k (a spring-mass system), is executing 
SHM with time period, T on Earth. If the same system executes SHM on the surface of Moon, what 
will be the new time period? 

A.

 

More than that on the Earth 

B.

 

Less than that on the Earth 

C.

 

Same as that on the Earth 

D.

 

Zero 

E.

 

Not enough data is provided to predict the answer 

Correct Answer: C 

Explanation: 

Time period is given as  
T = 2π √(M/k) ---------------- (1) 
At the surface of the Moon, acceleration due to gravity is (1/6)th of that on the surface of the Earth. 
As, there is no term related to acceleration due to gravity in equation 1, time period of the system 
will remain unaffected. Hence, time period of the system on the moon will be the same as that of 
the system on the Earth. Therefore, C is the correct answer option. 

 

 

 

103- Page
background image

Question 8 

If the speeds of sound in solid, liquid and gas are arranged in increasing order, which of the 
following is a correct arrangement? 

A.

 

Solids< liquids < gas 

B.

 

Liquids < solids < gas 

C.

 

Gas < liquids < solids 

D.

 

Gas < solids < liquids 

E.

 

Liquids < gas < solids 

Correct Answer: C 

Explanation: 

Thespeed of sound in solids like steel and iron is 5000 m/s and 5130 m/s.The speed of sound in 
liquidslike water at 0

o

 C and 20

o

 C is 1402 m/s and 1482 m/srespectively. The speed of sound in air 

(gas)at 0

o

 C and 20

o

 C is 331.5 m/s and 344 m/srespectively. Thus, from the above discussion it can 

be concluded that the speed of sound in solids is more than that in liquids and air. 
Therefore,thecorrect arrangementfor speeds of soundis air (gas) < liquids < solids. Thus, C is the 
correct answer option. 

Question 9 

What would be the specific gravity of a fluid having density of 944 kg/m

3

A.

 

0.967 

B.

 

0.456 

C.

 

0.944 

D.

 

0.789 

E.

 

0.45 

Correct Answer: C 

Explanation: 

Specific gravity is a dimensionless quantity and is given as  
SG = ρ

fluid

/ ρ

water

 ---------------- (1) 

It is quite obvious from equation 1 that specific gravity is a unit less quantity. Putting the values of 
densities in equation 1 we get 
SG = 944 / 1000 Or SG = 0.944 
Therefore, C is the correct answer option. 

Question 10 

A sample of gas at 313 K occupies a volume of 10 m

3

. What would be its volume at 373 K? 

A.

 

11.92 m

3

 

B.

 

15.56 m

3

 

C.

 

10.45 m

3

 

104- Page
background image

D.

 

12.67 m

3

 

E.

 

Cannot be determined 

Correct Answer: A 

Explanation: 

This question can be solved by applying Charles’s law, which is given as 
V

1

/ T 

1

 = V

2

/ T 

2

 -------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get 
10/313 = V

2

/373 

V

2

 = 11.92 m

3

  

Therefore, A is the correct answer option. 

Question 11 

What is the dipole moment between an electron and a proton separated by a distance of 1 nm? 

A.

 

3.8 × 10 

-28

 Cm 

B.

 

4.5 × 10 

-28

 Cm 

C.

 

4.5 × 10 

-26

 Cm 

D.

 

1.6 × 10 

-28

 Cm 

E.

 

3.2 × 10 

-28

 Cm 

Correct Answer: D 

Explanation: 

Electric dipole moment between two charges of opposite polarity is given as  
p = Qd ----------- (1) 
The distance is in nm so we need to convert it into m.  
1 nm = 10 

-9

 m 

Putting the values in equation 1 we get 
P = 1.6 × 10 

-19

 × 10 

-9

 

Or, 1.6 × 10 

-28

 Cm 

Hence, D is the correct answer option. 

Question 12 

For a conductor having a cross section of 2 × 10 

-4

 m

2

, average drift velocity of the electrons 

flowing through it is 10 

-3

 m/s . If the density of free electrons in the conductor is 6 × 10 

-24

 m

-3

what is the current flowing through the conductor? (Charge on electron = 1.6 × 10 

-19

 C) 

A.

 

0.45 A 

B.

 

0.045 A 

C.

 

0.27 A 

D.

 

0.31 A 

E.

 

0.19 A 

105- Page
background image

Correct Answer: E 

Explanation: 

Current flowing through the conductor is given as  
I = neAv

d

 --------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get 
I = 6 × 10 

24

 1.6 × 10 

-19

 × 2 × 10

-4

 × 10

-3 

 

I = 0.19A 
Hence, E is the correct answer option. 

Question 13 

A long straight conductor carries a current of 2 A. What would be the magnetic field at a distance 
of 0.05 m from the axis of the conductor? (Permeability of free space is 4π × 10

-7

 WbA

-1

m

-1

 ) 

A.

 

8 × 10 

-6

 T 

B.

 

4 × 10 

-6

 T 

C.

 

2.5 × 10 

-6

 T 

D.

 

1.5 × 10 

-6

 T 

E.

 

6 × 10 

-6

 T 

Correct Answer: A 

Explanation: 

Magnetic field due toalong straight conductor is given as 
B = [(μ

0

/4π)(2I/a)] -------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get  
B = (4π × 10

-7

 / 4π) * (2 * 2 / 0.05) 

B = 8 × 10 

-6

 T 

Hence, A is the correct answer option. 

Question 14 

A small water drop on a surface is viewed through a glass. If the real depth of the water drop is 15 
cm, what will be the apparent depth of the water drop? (Refractive index of glass =1.5 and 
refractive index of air = 1) 

A.

 

5 cm 

B.

 

7.5 cm 

C.

 

8.4 cm 

D.

 

1.5 cm 

E.

 

10 cm 

Correct Answer: E 

 

 

106- Page
background image

Explanation: 

The apparent depth is given as  

glass

 μ 

air

 = μ

glass

 / μ

air

 = real depth/ apparent depth ---------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get  
1.5/1 = 15 cm / apparent depth 
apparent depth = 10 cm 
Hence, E is the correct answer option. 

Question 15 

Work function of Nickel is 5.01 eV. What is the threshold frequency for Nickel? (Planck’s constant 
= 6.6 × 10 

-34

 Js) 

A.

 

1.21 × 10 

15

 Hz 

B.

 

0.56 × 10 

15

 Hz 

C.

 

4.56 × 10 

15

 Hz 

D.

 

3.67 × 10 

14

 Hz 

E.

 

2.23 × 10 

15

 Hz 

Correct Answer: A 

Explanation: 

Threshold frequency is the minimum frequency required to eject photoelectrons out of a material in 
photoelectric effect. It is given as  
Φ = hv

o

 -------------- (1) 

Work function is given in eV. So, we need to convert it into Joules.  
1 eV = 1.6 x 10

-19

 J 

5.01 eV = 8.02 x 10

-19

 J 

Putting the values in equation 1 we get 
8.02 x 10

-19

 = 6.6 x 10

-34

 x v

o

  

v

o

 = 1.21 × 10 

15

 Hz 

Therefore, A is the correct answer option. 

 

 

107- Page
background image

                                                           Sample paper 3 

Question 1

 

Acceleration of a body is given as  
a = (d/t) + (c/t

2

(a is acceleration and t is time) 
What would be the dimensional formula of d?

 

A.  LT

-1

 

B.  LT

-2

 

C.  L

2

T

-2

 

D.  L

2

T

-1

 

E.  L

-2

T

-2

 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

From dimensional analysis we know that dimensional formula of the left hand side of an expression 
should be the same as the dimensional formula of the individual quantities on the right hand side. 
Since, SI unit of acceleration is m/s

2

. Therefore, dimensional formula of acceleration becomes LT

-2

. SI 

unit of time is s. Therefore, its dimensional formula is T. As said earlier, d/t should have the same 
dimensional formula as a. Let dimensional formula of d be X. Hence, it can be written as  
LT

-2

 = X/T 

LT

-1

 = X 

Hence, dimensional formula for d is LT

-1

. Thus, A is the correct answer option. 

Question 2

 

Which of the following is true for a body having the graph given below? 

 

(v is the velocity and t is time taken)

 

A.  Body at rest 
B.  Body is accelerating 
C.  Body is undergoing deceleration 
D.  Body is undergoing positive acceleration 
E.  Body is moving with constant speed 

Correct Answer: E

 

Explanation:

 

The graph given in the question is between velocity and time. Acceleration is time rate of change of 
velocity. Velocity is constant here. Therefore, change in velocity is zero and therefore, acceleration is 
zero. Thus, options, B, C and D are incorrect. Since, velocity is uniform here, the body cannot be at 
rest and so A is an incorrect option. Therefore, E is the correct answer option. 

108- Page
background image

Question 3

 

Consider the figure given below for a system of two iron blocks connected with a common 
pulley. If the block A weighs 200 N, what would be the mass of the iron block B to keep the 
whole system in static equilibrium?  
 

 

A.  20.41 kg 
B.  15.57 kg 
C.  22.23 kg 
D.  34.45 kg 
E.  21.45 kg 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

As the whole system is in static equilibrium, there will be no motion in the blocks. In other words, 
weight of both the iron blocks should be the same. Therefore,  
Weight of A = Weight of B -------------- (1) 
Weight of A = 200 N --------------- (2) 
Using 2 in 1 we get 
Weight of B = 200 N ------------- (3) 
Weight of a body is given as  
W = mg -------------- (4) 
Putting the values in equation 4 we get  
200 = m * 98 Or m = 20.41 kg 
Therefore, A is the correct answer option. 

Question 4

 

Which of the following combinations of forces can lead to a resultant unbalanced force of 10 
N, if both the forces are acting orthogonally?

 

A.  4 N and 5 N 
B.  6 N and 8 N 
C.  5 N and 8 N 
D.  8 N and 8 N 
E.  5 N and 5 N 

Correct Answer: B

 

109- Page
background image

Explanation:

 

Resultant force is given as 
R = √( F

1

2

 + F

2

2

 + 2F

1

F

2

 

cos θ) ------------ (1) 

As both the forces are acting orthogonally, θ = 90

o

. Modifying equation 1 we get 

R = √( F

1

2

 + F

2

2

 + 2F

1

F

2

 cos 90

o

)  

Or R = √( F

1

2

 + F

2

2

) ------------- (2) 

If we take F

1

 = 6 N and F

2

 = 8 N and putting the values in equation 2 we get 

R = 10N 
Putting the values as mentioned in options A, C, D and E, we get the value of the resultant force as 
6.4 N, 9.43 N, 11.3 N and 7.07 N.  
Thus, for only one combination i.e. 6 N and 8 N we have a resultant force of 10 N.  
Hence, B is the correct answer option. 

 

Question 5

 

If a ferry-wheel completes 100 rotations in 15 s, with what velocity is it rotating?

 

A.  41.87 rad/s 
B.  42.34 rad/s 
C.  40.56 rad/s 
D.  45.45 rad/s 
E.  6.67 rad/s 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

Velocity with which the ferry-wheel is rotating is its angular velocity. It is given as 
ω = [(N * 2π)/ t] ----------------- (1) 
Putting the values in equation 1 we get 
ω = [(100 * 2π)/ 15] (π = 3.14) 
ω = 41.87 rad/s 
Therefore, A is the correct answer option. 

Question 6

 

A 5 kg block of ice, kept at some height, has the potential energy of 1000 Joules. What is the 
height at which the block has been kept?

 

A.  20.4 m 
B.  21.2 m 
C.  10.5 m 
D.  11.4 m 
E.  24.3 m 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

Potential energy is given as  
PE = mgh ---------------- (1) 
Putting the values in equation 1 we get 
1000 = 5 * 9.8 * h 

110- Page
background image

h = 20.4 m 
Hence, A is the correct answer option. 

Question 7

 

For a body in SHM, the maximum displacement of the body on either sides of the equilibrium 
is known as

 

A.  amplitude 
B.  wavelength 
C.  period 
D.  frequency 
E.  speed 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

A body in SHM moves under a restoring force. The restoring force is always directed towards the 
equilibrium position. Displacement of a body in SHM is measured as the difference between the final 
position and the position of equilibrium. Amplitude in SHM is the maximum displacement of the body 
from the position of equilibrium. In other words, it can be said that amplitude is the maximum 
displacement of the body on either sides of the equilibrium as the body is SHM will continue 
performing a to and fro motion. Therefore, A is the correct answer option. Time period or period is the 
time taken to complete one cycle of oscillation. Hence, C is an incorrect option. Wavelength is the 
distance between two consecutive maxima or minima of a wave. Therefore, B is an incorrect answer 
option. Frequency of a body is defined as the number of oscillations about the equilibrium position per 
second. Therefore, D is an incorrect option. The magnitude of velocity with which the body in SHM 
moves is known as its speed. Therefore, E is an incorrect option. 

Question 8

 

A radio FM is broadcasting signals at a frequency of 400 MHz. What is the wavelength of the 
signal, if it is travelling at a speed of 2.5 x 10

8

 m/s?

 

A.  0.534 m 
B.  0.625 m 
C.  0.725 m 
D.  0.918 m 
E.  0.025 m 

Correct Answer: B

 

Explanation:

 

Speed of the wave is given as  
v = fλ --------------- (1) 
As the frequency is given in MHz, we need to convert it into Hz.  
1 MHz = 10

6

 Hz 

Therefore, 400 MHz = 400 * 10

6

 Hz 

Putting the values in equation 1 we get  
2.5 x 10

8

 = 400 * 10

6

 

* λ 

λ = 0.625 m 
Therefore, wavelength of the FM signal is 0.625 m and thus, B is the correct answer option. 

 

111- Page
background image

Question 9

 

A cubical wooden block of side 0.2 m is floating on the surface of water in such a way that 
some part of wooden surface is outside it. What percentage of the wooden surface is outside 
the water? (Density of wood = 700 kg/m

3

)

 

A.  10 % 
B.  20 % 
C.  25 % 
D.  35 % 
E.  30 % 

Correct Answer: E

 

Explanation:

 

This question can be solved by using the formula of specific gravity. Specific gravity tells us whether a 
substance will float or sink down in a fluid. It is given as  
SG = ρ

body

 

/ ρ

water

 ---------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get 
SG = 700/1000 Or SG = 0.7  
Specific gravity provides the fraction of surface of an object inside the fluid. If the specific gravity is 
equal to 1, then the object will float with zero percent of the surface outside the fluid. If the specific 
gravity is more than 1, then the object will sink completely inside the fluid. Since, specific gravity here 
is 0.7, percentage of the wooden surface inside the level of water is  
%SG = 0.7 * 100 Or %SG = 70%  
Therefore, 70 % of the block is inside the water and 30 % of the block is outside the water.  
Hence, E is the correct answer option. 

Question 10

 

20 gram of a substance evaporates at 500 K by absorbing 740 J of energy. If the specific heat 
of the substance is 1000 J/kg K, what is the final temperature of the substance?

 

A.  400 K 
B.  413 K 
C.  537 K 
D.  513 K 
E.  637 K 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

This question can be solved by  
Q = mc ΔT ---------------- (1) 
As mass is given in grams we need to convert it into kg.  
1g = 10

-3

 kg 

20g = 0.02kg 
Change in temperature is given as  
ΔT = T

2

 - T

1

 

Putting the values in equation 1 we get 
740 = 0.02 * 1000 * (T

2

 - 500) Or T

2

 = 537 K 

Therefore, C is the correct answer option. 

112- Page
background image

 

Question 11

 

Potential difference of 150 V is applied across an aluminum conductor of length 2.5 m. If the 
density of free electrons in the conductor is 2 x 10

23

 m

-3

, what would be the average drift 

velocity of the electrons? (Conductivity of aluminum is 3.5 2 x 10

7

 

Ω

-1

 m

-1

 and charge on 

electron = 1.6 x 10 

-19

 C)

 

A.  650.25 m/s 
B.  450.65 m/s 
C.  656.25 m/s 
D.  414.55 m/s 
E.  710.23 m/s 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

Average drift velocity of an electron is given as  
v

d

 

= σE / ne -------------- (1) 

Electric field is given as  
E = v/l --------------- (2) 
Putting the values in equation 2 we get E = 150/2.5 Or E = 60 V/m 
Putting the values in equation 1 we get v

d

 = [(3.5 x 10

7

 * 60) / (2 x 10

25

 * 1.6 x 10 

-19

)] 

Or, v

d

 = (2.1 x 10

9

) / 3.2 x 10

6

 

Or v

d

 = 656.25 m.s 

Therefore, C is the correct answer option. 

Question 12

 

A beta particle of mass 9.1 x 10

-31

 is moving perpendicular to a magnetic field in a region of 

0.01 T with a speed of 10

4

 m/s. What is the force experienced by the beta particle due to the 

magnetic field? (Charge on electron = 1.6 x 10

-19

)

 

A.  3.2 x 10

-17

 N 

B.  1.6 x 10

-17

 N 

C.  4.8 x 10

-17

 N 

D.  2.4 x 10

-17

 N 

E.  10

-17

 N 

Correct Answer: B

 

Explanation:

 

Force experienced by the beta particle is given as  
F = qvB sin θ ---------------- (1) 
As the beta particle is moving perpendicularly to the magnetic field, θ = 90

o

. Charge onabeta particle 

is equal to the charge onanelectron; Putting the values in equation 1 we get 
F = 1.6 x 10

-19

 x 10

4

 x 0.01 x sin 90

o

 

Or, F = 1.6 x 10

-17

 * 1 N 

Or, F = 1.6 x 10

-17

 Hence, B is the correct answer option. 

 

 

113- Page
background image

Question 13

 

A circular coil of radius 0.1 m consists of 10 turns. If the current flowing through the coil is 
measured to be 1.5 A, what would be the magnetic field at the center of the coil? (Permeability 
of free space is 4π x 10

-7

 WbA

-1

 m

-1

 )

 

A.  8.5 x 10

-5

 T 

B.  7.42 x 10

-5

 T 

C.  9.42 x 10

-5

 T 

D.  6.32 x 10

-5

 T 

E.  5.52 x 10

-5

 T 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

Magnetic field at the center of a coil due to the current flowing in it is given as 
B = (µ

o

 

/ 4 π)(2πnI / r) -------------- (1)  

Putting the values in equation 1 we get  
B = [(4 π x 10

-7

) / 4 π] * [(2π * 10 * 1.5)/0.1] 

Or B = 10

-7

 

* [(2 * 3.14 * 10 * 1.5) / 0.1] (π = 3.14) 

Or, B = 10

-7

 * 942 

Or, B = 9.42 x 10 

-5

 T 

Hence, C is the correct answer option. 

Question 14

 

Refractive index of diamond with respect to air is 2.4 and the refractive index of water with 
respect to air is 1.33. What would be the refractive index of diamond with respect to water? 
(Refractive index of air = 1)

 

A.  1.51 
B.  0.55 
C.  1.8 
D.  0.75 
E.  0.42 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

Refractive index of one medium with respect to another medium is given as 

2

μ

1

 

= μ

2

/ μ

1

 

 
Here we have been given refractive index of diamond with respect to air = 2.4 i.e.  
 
2.4 = μ

diamond

 

/1 Or μ

diamond

 = 2.4 

 
Also, refractive index of water with respect to air = 1.33 i.e.  
 
1.33 = μ

water

 

/1 Or μ

water

 = 1.33 

 
Thus, refractive index of diamond with respect to water becomes  
 

diamond

μ

water

 = 2.4 / 1.33 

114- Page
background image

 
Or 

diamond

μ

water

 = 1.80 

Thus, C is the correct answer option. 

Question 15

 

What is the Joule equivalent of 1 eV? (Charge on electron = 1.6 x 10

-19

 C)

 

A.  1.6 x 10

-19

 J 

B.  3.2 x 10

-19

 J 

C.  3.2 x 10

-13

 J 

D.  1.6 x 10

-13

 J 

E.  1 J 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

Joule is the SI unit of energy. eV is also a unit of energy but for microscopic charged particles. One 
electron volt (eV)is defined as the energy possessed by an electron moving in a unit potential field. 
We know that energy of a charged particle in a potential field is given as  
E = q V J ------------- (1) 
For an electronin a potential field of 1 V,energy can be expressed by using equation 1 as  
E = e V J ------------- (2) 
Putting the value in equation 2 we get 
1 ev = 1.6 x 10

-19

 * 1 J 

Or 1 ev = 1.6 x 10

-19

 J 

Therefore, A is the correct answer option. 

 

115- Page
background image

                                                                      Sample paper 4 

Question 1

 

Which of the following is a dimensionally correct representation for angular momentum?

 

A.  M

2

L

2

T

-1

 

B.  M

2

L

1

T

-1

 

C.  M

2

L

1

T

-2

 

D.  ML

2

T

-1

 

E.  ML

1

T

-1

 

Correct Answer: D

 

Explanation:

 

Angular momentum is given as 
L = Iω ------------ (1) 
SI unit for I is kgm

2

. Hence, dimensional formula of I becomes ML

2

. Angular velocity is given as  

ω = v/ r 
SI unit of v is m/s and that of r is m. Hence, SI unit of angular velocity becomes 
(m/s)/m Or 1/s 
Therefore, dimensional formula of angular velocity is T

-1

 . Thus, dimensional formula of angular 

momentum from equation 1 becomes 
ML

2

 / T Or ML

2

T

-1

 

Hence, D is the correct answer option. 

Question 2

 

A train at rest starts from station A and travels to station B at a distance of 2 km in 4 minutes? 
Consider the following statements. 

 

Instantaneous speed of the train is 8.33 m/s 

Average speed of the train is 8.33 m/s 

Instantaneous acceleration of the train is 8.33 m/s

2

 

A.

 

Which of the following statement(s) is/are true?

 

B.  1 
C.  2 
D.  3 
E.  Both 1 and 3 
F.  Both 2 and 3 

Correct Answer: B

 

Explanation:

 

Instantaneous speed of a body is the speed possessed by it at any particular time instant. 
Instantaneous speed is a variable and changes accordingly. Speedometer is a device that is used by 
the vehicles to know the speed possessed by it at that instant. Average velocity or speed provides 
speed of the body for the full journey. It is given as the total distance travelled in total time taken. As in 
the question the total time and the total distance are given, hence average speed can be found as 
 
Average speed = Total Distance / Total Time ------------- (1) 

116- Page
background image

 
Since, distance and time are given in kilometers and minutes we need to convert them Putting the 
values in equation 1 we get 
 
Average speed = 8.33 m/s 
 
Instantaneous acceleration is related to instantaneous speed. Hence, instantaneous acceleration 
cannot be found here. Thus, B is the correct answer option. 

Question 3

 

A water gallon of mass 500 kg is resting on a horizontal floor. What would be its normal 
reaction?

 

A.  500 N 
B.  4900 N 
C.  5100 N 
D.  250 N 
E.  51.02 N 

Correct Answer: B

 

Explanation:

 

As the water gallon is resting on the floor, normal reaction will be balanced by the weight of the gallon 
itself. Therefore, 
Normal reaction = Weight of the gallon ------------- (1) 
Weight of the gallon is given as  
F = mg------------- (2) 
Putting the values in equation 1 we get 
F = 500 * 9.8 Or F = 4900 N 
Using equation 1 we get 
Normal reaction = 4900 N 
Therefore, B is the correct answer option. 

Question 4

 

A boy of 45 kg jumps out of a window and just before reaching the ground his speed is 2 m/s. 
After he hits the ground he stops and the total time taken during this process is 1 s. What is 
the force exerted by the ground on the boy?

 

A.  45 N 
B.  22.5 N 
C.  180 N 
D.  90 N 
E.  85 N 

Correct Answer: D

 

Explanation:

 

According toNewton’s second law of motion, force is time rate of change of momentum and is given 
as  
F = p / t ------------ (1) 
Momentum is given as  

117- Page
background image

p = mv ------------- (2) 
Putting the value of m and v in equation 2 we get p = 45 * 2 Or p = 90 kgm/s 
Putting the values of p and t in equation 1 we get 
F = 90 N 
Therefore, D is the correct answer option. 

Question 5

 

A flying disc initially at rest rotates with a constant acceleration. If after 5 s the flying disc has 
rotated by 200 radians, what is its angular acceleration?

 

A.  14 rad/s

2

 

B.  15 rad/s

2

 

C.  11 rad/s

2

 

D.  12 rad/s

2

 

E.  16 rad/s

2

 

Correct Answer: E

 

Explanation:

 

Here we will apply theequation of rotational motion, which is given as 
 
θ = ω

i

t + (1/2)αt

2

 -------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get 
 
200 = 0 * t + (1/2) α5

2

 

α = 400/25 
Or α = 16 rad/s

2

 

Therefore, E is the correct answer option. 

Question 6

 

What would be the efficiency of a motor, if its input power is 500 Joules and the output power 
is 100 Joules?

 

A.  18% 
B.  15% 
C.  20% 
D.  10% 
E.  21% 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

Efficiency of a motor is given as 
 
% η = {P

output

 / P

input

] * 100 -------------- (1) 

 
Putting the values in equation 1, we get 
% η = [100 / 500] * 100 
Or, % η = 20% 
Hence, C is the correct answer option. 

 

118- Page
background image

Question 7

 

A body of mass 0.3 kg connected to a spring having a spring constant of 20 N/m is executing 
SHM. What is the time period of the SHM?

 

A.  0.65 s 
B.  0.56 s 
C.  0.75 s 
D.  0.87 s 
E.  0.14 s 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

Time period is given as  
 
T = 2π 

√ m / k  

-------------- (1) 

 
Putting the values in equation 1 we get T = 2π 

√ 0.3 / 20  

 

 
Or, T = 2 * 3.14 * 0.12 (π = 3.14) 
T = 0.75 s 
Therefore, C is the correct answer option. 

Question 8

 

Two trains A and B approach a station at 10 m/s and 20 m/s respectively. A stationary observer 
in the station can hear the sound of the whistle produced by A only. If the original frequency of 
the whistle blown by train A is 300 Hz, what would be the apparent frequency of the sound of 
the whistle heard by the observer? (Assume speed of sound in air = 340 m/s)

 

A.  300 Hz 
B.  291.42 Hz 
C.  283.33 Hz 
D.  318.75 Hz 
E.  309.09 Hz 

Correct Answer: E

 

Explanation:

 

This question can be solved by applying Doppler’s effect for sound waves. Doppler’s effect is related 
to change in original frequency of sound if either the source or the observer is moving simultaneously. 
Doppler’s effect is given as  
f = [(v - v

r

) / (v - v

s

]f

o

 -------------- (1) 

Putting the values in equation 1 we get f = [(340) / (340-10]*300 
f = (34/33)*300 
Or f = 309.09 Hz 
Therefore, E is the correct answer option. 

 

 

119- Page
background image

Question 9

 

A body in a cubical shape of dimension and having mass of 2 kg is fully immersed in a fluid. 
What is the specific gravity of the body?

 

A.  0.357 
B.  0.453 
C.  0.564 
D.  0.181 
E.  0.097 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

Density is given as  
ρ = m/V ------------- (1) 
 
Volume of the body is given as  
V = 0.7 * 0.1 * 0.08 Or V = 5.6 x 10

-3

m

3

 

Putting the values in equation 1 we get 
ρ = 2 / 5.6 x 10

-3

 

Or ρ = 357.14 kg/m 

3

 

Specific gravity is given as  
 
SG = ρ

body

 

/ ρ

water

 ---------------- (2) 

Putting the values in equation 2 we get 
SG = 357.14 / 1000 Or SG = 0.357 
Therefore, A is the correct answer option. 

Question 10

 

A heat engine performs work of 10000 J while transferring heat of 12000 J. What is the 
efficiency of the engine?

 

A.  83.3 % 
B.  84.5 % 
C.  78.6 % 
D.  45.7 % 
E.  41.6 % 

Correct Answer: A 

Explanation:

 

Efficiency of a heat engine is given as  
 
η = W / Q --------------- (1) 
 
Putting the values in equation 1 we get 
%η = 10000 / 12000 
%η = 0.833 x 100% 
Or %η = 83.3 % 
Therefore, A is the correct answer option. 

120- Page
background image

Question 11

 

Two charged particles of charges 4 nC and 

– 4 nC are kept 0.2 m cm apart. What is the 

magnitude and nature of the electrostatic force? (Permittivity of free space = 8.85 x 10

-12

 F/m)

 

A.  -3.6 x 10

-6

 N and attractive 

B.  -2.7 x 10

-6

 N and attractive 

C.  -6.7 x 10

-6

 N and attractive 

D.  -4.5 x 10

-7

 N and repulsive 

E.  4.5 x 10

-7

 N and attractive 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

Electrostatic force in a region is given as  
 
F = [(1 / 4πε

o

) (q

1

q

2

 / R)] -------------- (1) 

 
Standard value of 1 / 4πε

o

 is 9 x 10

9

 Nm

2

C

-2

  

We are given values of charges in nC so we need to convert them into C. 
1 nC = 10

-9

C or -4 nC = - 4x10

-9

 C 

Putting the values in equation 1 we get 
F = 9 x 10

9

 x [(4 x 10

-9

 * 4 x 10

-9

) / 0.2

2

Or F = -3.6 x 10

-6

 N 

As force is negative, that suggests nature of force is attractive.  
Hence, A is the correct answer option. 

Question 12

 

What is the current density of electrons flowing through a steel block of length 1 m, if potential 
difference applied across the conductor is 200 V? (Conductivity of steel = 1.45 x 10

6

 

Ω

-1

m

-1

)

 

A.  2.9 x 10

8

 A/m

2

 

B.  1.4 x 10

8

 A/m

2

 

C.  2.2 x 10

8

 A/m

2

 

D.  3.4 x 10

9

 A/m

2

 

E.  1.45 x 10

4

 A/m

2

 

Correct Answer: A

 

Explanation:

 

Current density is given as  
 
J = σE -------------- (1) 
 
Electric field is given as  
 
E = V / l --------------- (2) 
 
Putting the values in equation 2 we get 
 
E = 200/1 Or E = 200 v/m 
Putting the values in equation 1 we get 

thumb_up_alt Subscribers
layers 131 Items
folder Medicine Category
0.00
0 Reviews
Share It Now!