MCAT Test "Questions And Answers"

J = 1.45 x 10

6

 x 200 

Or J = 2.9 x 10

8

 Am

2

 
Hence, A is the correct answer option. 

Question 13

A solenoid of length 60 cm and radius 2.4 cm carries current of 3 A. If the number of turns is 
400, what is the magnetic field at the center of the solenoid on its axis? (Permeability of free 
space is 4π x 10

-7

 WbA

-1

m

-1

)

A.  2.5 x 10

-3

 T 

B.  1.5 x 10

-3

 T 

C.  4.5 x 10

-4

 T 

D.  5.2 x 10

-4

 T 

E.  1.8 x 10

-4

 T 

Correct Answer: A

Explanation:

Magnetic field at the center of a solenoid is given as  
 
B = (μ

o

nI) / l ------------- (1) 

 
As length is given in cm we need to convert it into m.  
1 cm = 10

-2

 m 

60 cm = 0.6 m 
Putting the values in equation 1 we get 
B = [(4π x 10

-7

 * 400 * 3) / 0.6] 

(π = 3.14 ) 
B = 2.5 x 10

-3

 T 

Hence, A is the correct answer option. 

Question 14

What would be the minimum angle of incidence so that a ray of light travelling from medium 1 
of refractive index 1.7 to medium 2 of refractive index 1.5 does not emerge out of medium 2?

A.  sin

-1

(0.88) 

B.  cos

-1

(0.88) 

C.  tan

-1

(0.88) 

D.  tan

-1

(1.13) 

E.  sin

-1

(1.13) 

Correct Answer: A

Explanation:

For a ray of light incident on a medium to not emerge from it is known as limiting case of total internal 
reflection. For the minimum angle the refracted ray travels along the interface. For the incident ray 
making an angle more than the minimum angle the ray will reflect back and this is known as total 
internal reflection. From Snell’s law we have 
 
μ

1

sin θ

i

= μ

2

sin θ

r

 ---------------- (1) 

 
Putting the values in equation 1 we get 
1.7 sin θ

i

 = 1.5 * sin 90

o

θ

i

 = sin

-1

 (0.88) 

Therefore, A is the correct answer option.

Question 15

A photon of frequency 350 GHz is incident on a metal surface. What is the energy of the 
photon in eV? (Planck’s constant = 6.6 x 10

-34

 Js)

A.  2.34 x 10

-3

 eV 

B.  1.24 x 10

-2

 eV 

C.  1.44 x 10

-3

 eV 

D.  3.46 x 10

-2

 eV 

E.  0.45 eV 

Correct Answer: C

Explanation:

Energy possessed by a photon is given as  
 
E = hv --------------- (1) 
 
Frequency is given in GHz so, we need to convert it into Hz. 
1 GHz = 10

9

Hz 

350 GHz = 3.5 x 10 

11

 Hz 

Putting the values in equation 1 we get 
E = 6.6 x 10

-34

 * 3.5 * 10

11

Or E = 2.31 x 10

-22

 J 

We need to convert energy in Joules into eV as given below 
1.6 x 10

-19

 J = 1 eV 

1 J = 1 / (1.6 x 10

-19

) eV 

Or 2.31 x 10

-22

 J = 1.44 x 10 

-3

 eV 

Therefore, a photon with frequency of 350 GHz has energy of 1.44 x 10

-3

 eV. Hence, C is the correct 

answer option. 

                                                                               Sample paper 5 

Question 1

What would be the dimensional formula for the ratio between acceleration due to gravity and 
gravitational constant?

A.  M

2

L

-2

B.  M

2

L

-1

C.  ML

-2

D.  ML

-1

E.  ML 

Correct Answer: C

Explanation:

Acceleration due to gravity at Earth is expressed as 
 
g = GM / R

2

 ------------- (1) 

Since we have to find the dimensional formula for the ratio between g and G, equation 1 can be 
written as  
 
g / G = M / R

2

 ------------- (2) 

 
Thus, dimensional formula of g/G can be found by calculating the dimensional formula for M / R

2

. 

Since, dimensional formula of M is M and R is L hence, equation 2 can be written as  
g / G = M / L

2

Or g / G = ML

-2 

Thus, C is the correct answer option.

Question 2

A car speeds up from 15 m/s to 27 m/s in 45 s. What would be the acceleration of the car?

A.  0.15 m/s

2

B.  0.32 m/s

2

C.  0.38 m/s

2

D.  0.27 m/s

2

E.  0.4 m/s

2

Correct Answer: D

Explanation:

Here the initial speed, the final speed and the time taken are given and so we can use the kinematic 
equation  
 
v = u + at ------------- (1) 
 
Putting these values in equation 1 we get 
27 = 15 + a * 45 
Or a = 0.27 m/s

2

Therefore, D is the correct answer option. 

Question 3

Consider the following conclusions based on Newton’s first law.

Accele

ration will be zero for a body obeying Newton’s first law

A balanced force is required to keep a body at rest or to keep it moving with uniform speed 

An unbalanced force is required to keep a body at rest or to keep it moving with uniform speed 

Based on the conclusions above, which of the following statement(s) is/are true?

A.  1 
B.  2 
C.  3 
D.  Both 1 and 2 
E.  All three 

Correct Answer: D

Explanation:

If the net force acting on a body is zero then it means that theresultant of all the forces acting on the 
body is zero. Balanced forces produce zero net force acting on a body. Thus, if a body is acted upon 
by a balanced force, then net force acting on it is zero and hence, it will continue to retain its initial 
motion. Unbalanced forces have some non-zero value of force acting on a body and the body 
continues moving with non-uniform speedalong the unbalanced force. Acceleration is time rate of 
change of velocity. It can also be concluded from Newton’s first law that as the velocity is uniform, 
change in velocity is zero and so is the acceleration of the body. Thus in view of the above discussion 
statements, 1 and 2 are correct and 3isincorrect. Hence, D is the correct answer option. 

Question 4

Consider the figure given below. A block of wood of mass 10 kg is kept on a rough surface. 
Which of the following statements is true in respect of the frictional force that will develop 
such that the block moves in the direction of a force of 100 N as shown in the figure below? 
 

A.  Frictional force < 100 N 
B.  Frictional force > 100 N 
C.  Frictional force = 100 N 
D.  Frictional force = 0 N 
E.  Not enough data is provided 

Correct Answer: A

Explanation:

Frictional force develops due to the actual motion of a block on a surface. As the surface is rough, 
some frictional force will develop against the force of 100 N. Hence, D is an incorrect option. If the 
applied force is greater than the frictional force then only will the block of wood move. Hence, A is the 
correct answer option and B is an incorrect option. Also, if the frictional force is the same as the 

applied force, then the block of wood is at the verge of moving but it will show no physical motion. 
Therefore, C is an incorrect option. In view of the above discussion, E is an incorrect option. 

Question 5

A wheel is rotating with a constant acceleration of 5 rad/s

2

. After an angular displacement of 

2π radians, the angular velocity of the wheel becomes 70 rad/s. What was the initial angular 
velocity of the wheel?

A.  6.5 rad/s 
B.  7.8 rad/s 
C.  7.2 rad/s 
D.  5.6 rad/s 
E.  7.1 rad/s 

Correct Answer: C

Explanation:

Here we will apply the equation of rotational motion, which is given as 
 
ω

f

= ω

i

+ 2αθ ------------ (1) 

 
Putting the values in equation 1 we get 
70 = ω

i

+ (2 * 5 * 2π) (π = 3.14) 

70 = ω

i

+ 62.8 Or ω

i

 = 7.2 rad/s 

Therefore, C is the correct answer option. 

Question 6

A ball weighing 70 N falls from a height of 3 m. What would be the kinetic energy of the ball 
when it hits the ground?

A.  200 J 
B.  195 J 
C.  210 J 
D.  180 J 
E.  22.5 J 

Correct Answer: C

Explanation:

Energy or work done is given as 
 
E = Fd -------------- (1) 
 
Putting the values in equation 1 we get 
E = 70 * 30 Or E = 210 J 
 
Therefore, C is the correct answer option. 

Question 7

If the amplitude of a body in SHM becomes one-half of the initial value, what would be the ratio 
between the final total energy and initial total energy?

A.  1:2 
B.  1:1 
C.  2:1 
D.  1:4 
E.  4:1 

Correct Answer: D

Explanation:

Total energy of a body in SHM is given as 
 
E = (1/2)kA

2

 ------------- (1) 

 
Initial energy is given by E

1

 = (1/2)kA

1

2

 ----------------- (2) 

 
Final energy is given by E

2

 = (1/2)kA

2

2

 ---------------- (3) 

 
Since A

2

 = A

1

 / 2, E

2

 = (1/4)[(1/2)kA

1

2

] ---------------- (5) 

 
Comparing equation 5 with 2 we get 
 
E

2

 : E

2

 = 1 : 4 

 
Therefore, D is the correct answer option.

Question 8

A seismic wave originates at point A and travels along every direction with a speed of 1.6 m/s. 
If the seismic wave reaches a point B which is at a distance of 2000 Km from A, what would be 
the time difference between the points A and Bin minutes?

A.  20.83 minutes 
B.  18.57 minutes 
C.  15.78 minutes 
D.  21.56 minutes 
E.  19.56 minutes 

Correct Answer: A

Explanation:

A seismic wave originates at point A, travels along every direction and reaches point B. As it 
originates from A, it will reach point B after some timeandthis is thetime difference. Time difference 
can be given as  
 
Time difference = distance / speed -------------- (1) 
 
Distance between A and B is given as 2000 Km and speed of the seismic wave = 1.6 km/s. Therefore, 
putting these values in equation 1 we get 

 
Time difference = 2000/1.6 seconds = 1250 seconds 
 
1 s = 1 / 60 minutes 
 
Therefore, A is the correct answer option. 

Question 9

A cubical block of plastic of side length 0.1 m encloses a fluid of density 990 kg/m

3

. What is 

the weight of the block? (Assume weight of the block is only due to the fluid inside it)

A.  9.7 N 
B.  4.8 N 
C.  5.8 N 
D.  3.6 N 
E.  6.5 N 

Correct Answer: A

Explanation:

Weight is given as W = mg ---------------- (1) 
 
Mass of the block can be given as m = V ρ ------------- (2) 
 
Volume of a cube is given as V = (side)

3

 -------------- (3) 

 
Therefore, putting the value in equation 3 we get 
 
V = (0.1)

3

 Or V = 10

-3

 m

3

 
Putting the values of V and density in equation 2 we get m = 0.99 kg 
 
Putting the value of m and g in equation 1 we get W = 9.7 N 
 
Therefore, A is the correct answer option. 

Question 10

A thermal power plant operates between the temperature range of 600 K and 1000 K. What is 
the efficiency of the plant?

A.  30 % 
B.  40 % 
C.  45 % 
D.  34 % 
E.  100 % 

Correct Answer: B

Explanation:

Efficiency of a plant is given as 
 

η = 1 - (T

2

 / T

1

) ------------ (1) 

 
Putting the values in equation 1 we get η = 1 - 600 / 1000 
Or % η = 40% 
Therefore, B is the correct answer option. 

Question 11

A water drop of mass 10

-9

 kg consists of free ions of charge 2.5 x 10

-20

 C. If the water drop is 

held at rest by an external field, what is the external field?

A.  2.55 x 10

10

 N/C 

B.  3.92 x 10

11

 N/C 

C.  4.56 x 10

10

 N/C 

D.  -4.56 x 10

10

 N/C 

E.  -3.92 x 10

11

 N/C 

Correct Answer: B

Explanation:

Here, weight of the water drop is balanced by the electric force. Thus, we need to equate both kinds 
of forces to find the value of the electric field. Weight of the water drop is given as 
 
W = mg ---------------- (1) 
 
Putting the values in equation 1 we get 
W = 10

-9

 * 9.8 

Or W = 9.8 x 10

-9

 N 

Electric force is given as F = qE -------------- (2) 
 
Putting the values in equation 2 we get F = 2.5 x 10

-20

 * E ---------------- (3) 

 
As discussed above, weight of the water drop is equal to the electric force and hence, equating weight 
with equation 3 we get E = 3.92 x 10

11

 N/C 

 
Hence, B is the correct answer option. 

Question 12

The equivalent resistance of two wires connected in series is 50Ω. If they are connected in 
parallel their resistance becomes 8Ω, what is the resistance of both the conductors?

A. 

40Ω and 10Ω 

B. 

20Ω and 10Ω 

C. 

20Ω and 20Ω 

D. 

40Ω and 20Ω 

E.  cannot be found 

Correct Answer: A

Explanation:

Let R

1

 and R

2

 be the resistances of the two wires connected in series and parallel respectively. 

 
R

s

 = R

1

 + R

2

= 50Ω; ------------ (1) 

 
And, R

p

 = R

1

 || R

2

 = [(R

1

 * R

2

)/(R

1

 + R

2

)] = 80Ω --------------- (2) 

 
From equation 1 R

2

 = 50 - R

1

 ----------- (3) 

 
Putting equation 3 in 2 we get 
 
[(R

1

 * (50 - R

1

)/(R

1

 + (50 - R

1

))] = 8 

 
Or R

1

= 10Ω 

 
Putting the value of R

1

in equation 3 we get 

 
R

2

= 40Ω 

 
Therefore, A is the correct answer option. 

Question 13

A beam of electrons enters normally in a region of magnetic field of 0.01 T with a velocity of 
10

6

 m/s. What is the radius of the curved path traced by the beam of electrons? (Charge on 

electron = 1.6 x 10

-19

C)

A.  4.5 x 10

-4

 m 

B.  3.6 x 10

-4

 m 

C.  5.7 x 10

-4

 m 

D.  2.8 x 10

-4

 m 

E.  Cannot be determined 

Correct Answer: C

Explanation:

If a charged particle enters a region of magnetic field, it experiences a force due to which the charged 
particles follow a curved path. The radius of the curved path is given as  
 
r = (mv)/(qB) ------------- (1) 
 
Putting the values in equation 1 we get 
 
r = [(9.1 x 10

-31

 x 10

6

) / (1.6 x 10

-19

 * 0.01)] 

 
r = 5.7 x 10

-4

 m 

 
Therefore, C is the correct answer option. 

Question 14

If a ray of light is incident on ice from air at an angle of 30

o

, which of the following is true? 

(Refractive index of ice = 1.309 and refractive index of air = 1)

A.  Angle of refraction = sin

-1

(0.382) and air is denser than ice 

B.  Angle of refraction = sin

-1

(2.6) and ice is denser than air 

C.  Angle of refraction = sin

-1

(0.382) and ice is denser than air 

D.  Angle of refraction = cos

-1

(0.382) and air is denser than air 

E.  Angle of refraction = tan

-1

(0.382) and ice is denser than air 

Correct Answer: C

Explanation:

Light entering from one medium to another medium of a different refractive index bends and this 
bending is 

governed by Snell’s law. It is given as  

 
μ

1

sin θ

i

= μ

2

sin θ

r

 ---------------- (1) 

 
Putting the values in equation 1 we get 
 
1 * sin 30

o

= 1.309 x sin θ

r

 
Or θ

r

 = sin

-1

 (0.382) 

 
Therefore, angle of refraction is sin

-1

 (0.382). Whether a medium is denser or rarer is determined by 

the refractive index of the medium. Higher the refractive index, denser will be the medium. Since, 
refractive index of ice (1.309) is more than that of air (1), ice is denser than air. Hence, C is the 
correct answer option. 

Question 15

What is the momentum of a photon of energy 1 eV?

1.23 x 10

-28

 kgms

-1

1.87 x 10

-28

 kgms

-1

1.6 x 10

-19

 kgms

-1

5.33 x 10

-28

 kgms

-1

4.5 x 10

-19

 kgms

-1

Correct Answer: D

Explanation:

Energy of a photon is given as E = mc

2

 -------------- (1) 

 
Equation 1 can be written as E = (mc)c ----------------- (2) 
 
Momentum of a photon is defined as the product of mass and velocity of the photon. It is given as p = 
mc --------------- (3) 
 

Using equation 3 in 2 we get E = pc --------------- (4) 
 
Energy of the photon is given as 1 eV (1 eV = 1.6 x 10

-19

 J). As energy is given in eV, we need to 

convert it into Joules (as Joule is the SI unit of energy). 
 
Putting the values in equation 4 we get p = 5.33 x 10

-28

 kgms

-1

 
Hence, D is the correct answer option.