MP Board Class 9 Science Buoyancy And Archimedes Principle
“उत्प्लावकता और आर्किमिडीज का सिद्धांत” (Buoyancy and Archimedes’ Principle) के आधार पर कक्षा 9वीं के विद्यार्थियों के लिए 75 महत्वपूर्ण वस्तुनिष्ठ प्रश्न (MCQs) यहाँ दिए गए हैं।
उत्प्लावकता और आर्किमिडीज का सिद्धांत: महत्वपूर्ण वस्तुनिष्ठ प्रश्न (Buoyancy and Archimedes’ Principle: Important MCQs)
संक्षिप्त परिचय (Brief Description):
जब किसी वस्तु को किसी तरल (द्रव या गैस) में डुबोया जाता है, तो उस पर ऊपर की ओर एक बल कार्य करता है जिसे ‘उत्प्लावन बल’ कहते हैं। आर्किमिडीज का सिद्धांत हमें इस बल के परिमाण को मापने का तरीका बताता है। यह विषय पानी में जहाजों के तैरने, लैक्टोमीटर और हाइड्रोमीटर जैसे उपकरणों की कार्यप्रणाली को समझने के लिए आधारभूत है।
भाग 1: आसान स्तर (Part 1: Easy Level – 25 प्रश्न)
- किसी तरल में डूबी वस्तु पर ऊपर की ओर लगने वाले बल को क्या कहते हैं?
(A) घर्षण बल (B) गुरुत्वाकर्षण बल (C) उत्प्लावन बल (Buoyant Force) (D) चुंबकीय बल
उत्तर: (C) उत्प्लावन बल - उत्प्लावन बल की दिशा हमेशा किस ओर होती है?
(A) नीचे की ओर (B) ऊपर की ओर (C) दाईं ओर (D) बाईं ओर
उत्तर: (B) ऊपर की ओर - आर्किमिडीज का सिद्धांत किस पर आधारित है?
(A) केवल ठोस पर (B) केवल गैस पर (C) तरल (द्रव और गैस) पर (D) निर्वात पर
उत्तर: (C) तरल पर - वस्तु को पानी में डुबोने पर वह हल्की क्यों महसूस होती है?
(A) वजन कम होने से (B) उत्प्लावन बल के कारण (C) पानी के ठंडे होने से (D) जड़त्व के कारण
उत्तर: (B) उत्प्लावन बल के कारण - लोहे की कील पानी में डूब जाती है क्योंकि:
(A) कील भारी है (B) कील का घनत्व पानी से अधिक है (C) कील छोटी है (D) पानी खारा है
उत्तर: (B) कील का घनत्व पानी से अधिक है - कोई वस्तु पानी पर तैरती है यदि:
(A) उसका घनत्व पानी से अधिक हो (B) उसका घनत्व पानी से कम हो (C) वह लोहे की बनी हो (D) वह बहुत बड़ी हो
उत्तर: (B) उसका घनत्व पानी से कम हो - आर्किमिडीज किस देश के वैज्ञानिक थे?
(A) भारत (B) जर्मनी (C) ग्रीस (यूनान) (D) अमेरिका
उत्तर: (C) ग्रीस - दूध की शुद्धता मापने वाला यंत्र क्या कहलाता है?
(A) हाइड्रोमीटर (B) लैक्टोमीटर (Lactometer) (C) बैरोमीटर (D) थर्मामीटर
उत्तर: (B) लैक्टोमीटर - द्रव के घनत्व को मापने के लिए किस उपकरण का उपयोग किया जाता है?
(A) लैक्टोमीटर (B) हाइड्रोमीटर (Hydrometer) (C) ओडोमीटर (D) स्पीडोमीटर
उत्तर: (B) हाइड्रोमीटर - किसी वस्तु का घनत्व (Density) ज्ञात करने का सूत्र क्या है?
(A) द्रव्यमान × आयतन (B) द्रव्यमान / आयतन (C) आयतन / द्रव्यमान (D) बल / क्षेत्रफल
उत्तर: (B) द्रव्यमान / आयतन - घनत्व का SI मात्रक क्या है?
(A) $kg/m$ (B) $kg/m^2$ (C) $kg/m^3$ (D) $g/cm^2$
उत्तर: (C) $kg/m^3$ - आपेक्षित घनत्व (Relative Density) का मात्रक क्या है?
(A) $kg/m^3$ (B) $g/cm^3$ (C) इसका कोई मात्रक नहीं होता (D) न्यूटन
उत्तर: (C) इसका कोई मात्रक नहीं होता (चूँकि यह दो समान राशियों का अनुपात है) - पानी का घनत्व कितना होता है?
(A) $100 kg/m^3$ (B) $1000 kg/m^3$ (C) $10 kg/m^3$ (D) $1 kg/m^3$
उत्तर: (B) $1000 kg/m^3$ - जहाज और पनडुब्बियों के डिजाइन किस सिद्धांत पर आधारित होते हैं?
(A) न्यूटन का नियम (B) आर्किमिडीज का सिद्धांत (C) पास्कल का नियम (D) केप्लर का नियम
उत्तर: (B) आर्किमिडीज का सिद्धांत - उत्प्लावन बल को और किस नाम से जाना जाता है?
(A) अधोमुखी बल (B) उपरिमुखी प्रणोद (Upthrust) (C) घर्षण (D) तनाव
उत्तर: (B) उपरिमुखी प्रणोद - यदि वस्तु का भार उत्प्लावन बल से अधिक है, तो वस्तु:
(A) तैरेगी (B) डूब जाएगी (C) आधी डूबेगी (D) सतह पर रहेगी
उत्तर: (B) डूब जाएगी - यदि वस्तु का भार उत्प्लावन बल के बराबर है, तो वस्तु:
(A) डूब जाएगी (B) तरल के अंदर पूरी तरह डूबकर तैरेगी (C) बाहर कूद जाएगी (D) गायब होगी
उत्तर: (B) - आर्किमिडीज के अनुसार, उत्प्लावन बल किसके बराबर होता है?
(A) वस्तु के कुल भार के (B) वस्तु द्वारा हटाए गए तरल के भार के (C) पात्र के वजन के (D) गुरुत्वाकर्षण के
उत्तर: (B) वस्तु द्वारा हटाए गए तरल के भार के - एक लोहे का गोला पानी में डूब जाता है लेकिन पारे (Mercury) में तैरता है, क्योंकि:
(A) पारा ठंडा है (B) लोहे का घनत्व पारे से कम है (C) लोहा भारी है (D) पारा तरल नहीं है
उत्तर: (B) - कॉर्क (Cork) पानी पर क्यों तैरता है?
(A) इसका घनत्व पानी से अधिक है (B) इसका घनत्व पानी से कम है (C) यह लकड़ी है (D) यह पानी सोखता है
उत्तर: (B) - तरल पदार्थ (Fluids) किन्हें कहा जाता है?
(A) केवल ठोस (B) केवल द्रव (C) द्रव और गैस दोनों (D) केवल धातु
उत्तर: (C) द्रव और गैस दोनों - आपेक्षित घनत्व किसके संदर्भ में मापा जाता है?
(A) हवा (B) पानी (C) लोहा (D) तेल
उत्तर: (B) पानी - क्या गैसें भी उत्प्लावन बल लगाती हैं?
(A) नहीं (B) हाँ (जैसे- हीलियम का गुब्बारा ऊपर जाना) (C) केवल ऑक्सीजन (D) केवल बंद कमरे में
उत्तर: (B) हाँ - जब किसी वस्तु को पानी में धीरे-धीरे डुबोया जाता है, तो उत्प्लावन बल पर क्या प्रभाव पड़ता है?
(A) घटता है (B) बढ़ता है (जब तक पूरी तरह न डूब जाए) (C) स्थिर रहता है (D) शून्य होता है
उत्तर: (B) - आर्किमिडीज ने अपने सिद्धांत की खोज कहाँ की थी?
(A) प्रयोगशाला में (B) बाथटब में नहाते समय (C) बगीचे में (D) कक्षा में
उत्तर: (B)
भाग 2: औसत स्तर (Part 2: Average Level – 25 प्रश्न)
- उत्प्लावन बल का परिमाण किस पर निर्भर करता है?
(A) वस्तु के रंग पर (B) तरल के घनत्व पर (C) पात्र के आकार पर (D) केवल वस्तु के भार पर
उत्तर: (B) तरल के घनत्व पर - यदि किसी तरल का घनत्व अधिक है, तो उत्प्लावन बल कैसा होगा?
(A) कम (B) अधिक (C) शून्य (D) वही रहेगा
उत्तर: (B) अधिक - नमक मिले हुए पानी (समुद्री जल) में तैरना आसान क्यों होता है?
(A) पानी साफ होता है (B) नमक के कारण पानी का घनत्व बढ़ जाता है जिससे उत्प्लावन बल बढ़ता है (C) नमक पैरों को नहीं लगने देता (D) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (B) - आपेक्षित घनत्व का सही सूत्र क्या है?
(A) पदार्थ का घनत्व / पानी का घनत्व (B) पानी का घनत्व / पदार्थ का घनत्व (C) द्रव्यमान / आयतन (D) बल / क्षेत्रफल
उत्तर: (A) - यदि किसी वस्तु का आपेक्षित घनत्व 1 से कम है, तो वह पानी में:
(A) डूबेगी (B) तैरेगी (C) गायब होगी (D) जम जाएगी
उत्तर: (B) तैरेगी - यदि किसी वस्तु का आपेक्षित घनत्व 1 से अधिक है, तो वह पानी में:
(A) तैरेगी (B) डूब जाएगी (C) आधी डूबेगी (D) कोई प्रभाव नहीं
उत्तर: (B) डूब जाएगी - पनडुब्बी (Submarine) पानी के अंदर और ऊपर कैसे जा सकती है?
(A) पंखों से (B) बैलास्ट टैंकों में पानी भरकर या निकालकर अपना घनत्व बदलकर (C) इंजन की शक्ति से (D) मछली की तरह
उत्तर: (B) - एक पत्थर का वजन हवा में $50 N$ और पानी में $40 N$ है। उत्प्लावन बल क्या है?
(A) $90 N$ (B) $10 N$ (C) $50 N$ (D) $40 N$
उत्तर: (B) $10 N$ (50 – 40) - आर्किमिडीज का सिद्धांत किसके लिए उपयोग किया जाता है?
(A) सोने की शुद्धता की जाँच (B) जहाजों के डिजाइन (C) लैक्टोमीटर का निर्माण (D) उपरोक्त सभी
उत्तर: (D) उपरोक्त सभी - किसी वस्तु को पूरी तरह डुबोने के बाद और गहरा ले जाने पर उत्प्लावन बल:
(A) बढ़ता है (B) घटता है (C) अपरिवर्तित रहता है (D) शून्य होता है
उत्तर: (C) अपरिवर्तित रहता है (चूँकि हटाए गए तरल का आयतन अब निश्चित है) - हवा से भरा गुब्बारा ऊपर क्यों उठता है?
(A) गुरुत्वाकर्षण के कारण (B) हवा द्वारा लगाए गए उत्प्लावन बल के कारण (C) सूर्य की गर्मी से (D) गैस के दबाव से
उत्तर: (B) - किसी वस्तु का आयतन बढ़ने पर उसके द्वारा विस्थापित तरल का भार:
(A) बढ़ता है (B) घटता है (C) वही रहता है (D) शून्य होता है
उत्तर: (A) बढ़ता है - तरल द्वारा वस्तु पर ऊपर की ओर बल लगाने का गुण क्या कहलाता है?
(A) जड़त्व (B) उत्प्लावकता (Buoyancy) (C) श्यानता (D) पृष्ठीय तनाव
उत्तर: (B) - चांदी का आपेक्षित घनत्व 10.8 है। इसका क्या अर्थ है?
(A) चांदी का घनत्व पानी से 10.8 गुना कम है (B) चांदी का घनत्व पानी से 10.8 गुना अधिक है (C) चांदी का वजन 10.8 kg है (D) चांदी पानी में घुलती है
उत्तर: (B) - हाइड्रोमीटर किस सिद्धांत पर कार्य करता है?
(A) पास्कल का नियम (B) आर्किमिडीज का सिद्धांत (C) न्यूटन का नियम (D) ऊर्जा संरक्षण
उत्तर: (B) - लोहे का जहाज पानी पर तैरता है, जबकि लोहे की छोटी कील डूब जाती है। इसका कारण है:
(A) कील का वजन अधिक है (B) जहाज का आयतन बहुत अधिक है जिससे वह अपने भार से अधिक पानी विस्थापित करता है (C) जहाज खोखला नहीं है (D) कील में जंग लगा है
उत्तर: (B) - किसी वस्तु का पानी में आभासी भार (Apparent weight) बराबर होता है:
(A) वास्तविक भार + उत्प्लावन बल (B) वास्तविक भार – उत्प्लावन बल (C) केवल उत्प्लावन बल (D) शून्य
उत्तर: (B) - आर्किमिडीज ने राजा के मुकुट की शुद्धता की जाँच के लिए किसका उपयोग किया था?
(A) थर्मामीटर (B) जल विस्थापन विधि और घनत्व (C) आग (D) तराजू
उत्तर: (B) - शुद्ध पानी का आपेक्षित घनत्व कितना होता है?
(A) 0 (B) 1 (C) 10 (D) 1000
उत्तर: (B) 1 - आपेक्षित घनत्व की इकाई क्या है?
(A) $kg/m^3$ (B) $g/cm^3$ (C) मात्रकहीन (Unitless) (D) पास्कल
उत्तर: (C) - बर्फ का घनत्व पानी से कम क्यों होता है?
(A) क्योंकि बर्फ गर्म है (B) बर्फ की विशेष पिंजरे जैसी संरचना के कारण आयतन बढ़ जाता है (C) बर्फ ठोस है (D) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (B) - तरल के घनत्व और उत्प्लावन बल के बीच कैसा संबंध है?
(A) व्युत्क्रमानुपाती (B) अनुक्रमानुपाती (C) कोई संबंध नहीं (D) ऋणात्मक
उत्तर: (B) - एक बीकर में पानी भरा है और उसमें बर्फ तैर रही है। बर्फ पिघलने पर पानी का स्तर:
(A) बढ़ेगा (B) घटेगा (C) वही रहेगा (D) पानी बाहर गिर जाएगा
उत्तर: (C) वही रहेगा - नदी के पानी की तुलना में समुद्र के पानी में जहाज का स्तर:
(A) नीचे होगा (B) थोड़ा ऊपर होगा (चूँकि समुद्र का घनत्व अधिक है) (C) समान होगा (D) डूब जाएगा
उत्तर: (B) - उत्प्लावन बल का केंद्र (Center of Buoyancy) कहाँ होता है?
(A) वस्तु के केंद्र पर (B) विस्थापित तरल के गुरुत्व केंद्र पर (C) पात्र के पेंदे पर (D) तरल की सतह पर
उत्तर: (B)
भाग 3: कठिन स्तर (Part 3: Difficult Level – 25 प्रश्न)
- यदि वस्तु का भार हटाए गए तरल के भार से कम है, तो वस्तु:
(A) पूरी तरह डूब जाएगी (B) सतह पर तैरते हुए कुछ भाग बाहर रखेगी (C) उछल जाएगी (D) स्थिर रहेगी
उत्तर: (B) - द्रव के भीतर किसी बिंदु पर दाब का सूत्र $P = h \rho g$ में ‘$\rho$’ क्या दर्शाता है?
(A) दाब (B) द्रव का घनत्व (Density) (C) गहराई (D) गुरुत्व
उत्तर: (B) - किसी वस्तु का घनत्व $800 kg/m^3$ है और पानी का घनत्व $1000 kg/m^3$ है। वस्तु का आपेक्षित घनत्व क्या होगा?
(A) 1.25 (B) 0.8 (C) 8 (D) 800
उत्तर: (B) 0.8 (800/1000) - पहाड़ों पर वायुमंडलीय दाब कम होने से गुब्बारा अधिक फूलता है, इसका क्या कारण है?
(A) तापमान (B) बाहरी दाब कम होने से आंतरिक गैस फैलती है (C) गुरुत्व बढ़ता है (D) आर्किमिडीज सिद्धांत फेल होता है
उत्तर: (B) - यदि गुरुत्वाकर्षण शून्य हो जाए ($g = 0$), तो क्या उत्प्लावन बल कार्य करेगा?
(A) हाँ (B) नहीं (चूँकि विस्थापित तरल का भार शून्य हो जाएगा) (C) बहुत अधिक कार्य करेगा (D) केवल ठोस में
उत्तर: (B) नहीं - एक ही आयतन के लोहे के गोले और प्लास्टिक के गोले को पानी में पूरी तरह डुबोया गया है। किस पर उत्प्लावन बल अधिक होगा?
(A) लोहे के गोले पर (B) प्लास्टिक के गोले पर (C) दोनों पर समान (D) केवल लोहे पर
उत्तर: (C) दोनों पर समान (चूँकि आयतन समान है, तो विस्थापित पानी का भार भी समान होगा) - सोने का आपेक्षित घनत्व 19.3 है। यदि किसी आभूषण का आपेक्षित घनत्व 15 आता है, तो इसका अर्थ है:
(A) सोना शुद्ध है (B) सोने में कोई हल्की धातु मिलाई गई है (C) सोना भारी है (D) मुकुट बड़ा है
उत्तर: (B) - आर्किमिडीज के सिद्धांत के अनुसार वस्तु के भार में आई आभासी कमी बराबर होती है:
(A) विस्थापित तरल के आयतन के (B) विस्थापित तरल के भार के (C) वस्तु के द्रव्यमान के (D) गुरुत्वीय स्थिरांक के
उत्तर: (B) - किसी वस्तु को पानी में डुबाने पर उस पर दो बल कार्य करते हैं, वे कौन-से हैं?
(A) गुरुत्वाकर्षण (नीचे) और उत्प्लावन बल (ऊपर) (B) घर्षण और चुंबकीय (C) पेशीय और जड़त्व (D) दाब और ताप
उत्तर: (A) - लैक्टोमीटर किस तरल के आपेक्षित घनत्व के सिद्धांत पर कार्य करता है?
(A) तेल (B) पानी (C) दूध (D) पारा
उत्तर: (C) दूध - एक खोखले प्लास्टिक की गेंद को पानी के अंदर धक्का देने पर वह वापस ऊपर क्यों आती है?
(A) क्योंकि वह हल्की है (B) क्योंकि उस पर लगने वाला उत्प्लावन बल उसके भार से बहुत अधिक है (C) हवा के कारण (D) पानी के दबाव के कारण
उत्तर: (B) - यदि वस्तु का घनत्व तरल के घनत्व के ठीक बराबर है, तो वस्तु:
(A) डूब जाएगी (B) तरल के अंदर कहीं भी तैर सकती है (संतुलन में) (C) सतह से ऊपर कूद जाएगी (D) पेंदे पर चिपक जाएगी
उत्तर: (B) - विस्थापित तरल का आयतन किसके बराबर होता है?
(A) वस्तु के कुल आयतन के (यदि वह पूरी डूबी है) (B) वस्तु के केवल भार के (C) केवल $10 cm^3$ के (D) पात्र के आयतन के
उत्तर: (A) - आर्किमिडीज के सिद्धांत का गणितीय रूप क्या व्यक्त करता है?
(A) $F = ma$ (B) $F_{buoyancy} = V \times \rho \times g$ (C) $E = mc^2$ (D) $V = IR$
उत्तर: (B) - मरे हुए शरीर (Dead body) पानी पर क्यों तैरने लगते हैं?
(A) वजन कम होने से (B) सड़ने के कारण शरीर में गैसें बनती हैं जिससे शरीर का आयतन बढ़ता है और घनत्व पानी से कम हो जाता है (C) भूत के कारण (D) फेफड़ों में हवा भरने से
उत्तर: (B) - एक किलोग्राम रुई और एक किलोग्राम लोहा, निर्वात में कौन भारी होगा?
(A) लोहा (B) रुई (C) दोनों बराबर (D) कोई नहीं
उत्तर: (C) दोनों बराबर (चूँकि $1 kg = 1 kg$) - सामान्य हवा में $1 kg$ रुई और $1 kg$ लोहे में से किसका वास्तविक द्रव्यमान अधिक होगा?
(A) लोहे का (B) रुई का (C) बराबर (D) हवा पर निर्भर है
उत्तर: (B) रुई का (रुई का आयतन अधिक होने से हवा उस पर अधिक उत्प्लावन बल लगाती है, उसे $1 kg$ दिखाने के लिए अधिक रुई चाहिए) - एक एयरोस्टेट (Aerostat) या बड़ा गुब्बारा हवा में स्थिर खड़ा है, इसका अर्थ है:
(A) कोई बल नहीं लग रहा (B) गुब्बारे का भार = विस्थापित हवा का भार (C) इंजन चालू है (D) हवा नहीं चल रही
उत्तर: (B) - किसी द्रव में डूबे हुए पिंड पर उत्प्लावन बल पिंड के द्रव्यमान पर निर्भर करता है?
(A) हाँ (B) नहीं, यह केवल विस्थापित द्रव के भार (आयतन) पर निर्भर करता है (C) केवल भारी पिंडों के लिए (D) केवल धातुओं के लिए
उत्तर: (B) - आपेक्षित घनत्व की गणना के लिए पानी का तापमान $4^\circ C$ ही क्यों लिया जाता है?
(A) क्योंकि इस ताप पर पानी सबसे शुद्ध होता है (B) क्योंकि इस ताप पर पानी का घनत्व अधिकतम होता है (C) क्योंकि यह सामान्य तापमान है (D) बर्फ पिघलने के लिए
उत्तर: (B) - यदि किसी ठोस का घनत्व $3000 kg/m^3$ है, तो इसका आपेक्षित घनत्व क्या होगा?
(A) 3000 (B) 3 (C) 30 (D) 0.3
उत्तर: (B) 3 (3000/1000) - हाइड्रोमीटर का निचला हिस्सा भारी क्यों बनाया जाता है?
(A) वजन बढ़ाने के लिए (B) उसे तरल में सीधा खड़ा (Vertical) रखने के लिए (C) टूटने से बचाने के लिए (D) हवा निकालने के लिए
उत्तर: (B) - आर्किमिडीज के सिद्धांत के अनुसार, यदि कोई पिंड किसी तरल में आंशिक रूप से डूबा है, तो उत्प्लावन बल:
(A) पूरे पिंड के आयतन पर निर्भर करेगा (B) केवल डूबे हुए भाग के आयतन पर निर्भर करेगा (C) केवल बाहर वाले भाग पर (D) पिंड के रंग पर
उत्तर: (B) - किसी वस्तु को पानी से निकालकर हवा में ले जाने पर उसके भार पर क्या प्रभाव पड़ेगा?
(A) भार कम हो जाएगा (B) भार बढ़ जाएगा (आभासी रूप से) (C) स्थिर रहेगा (D) शून्य होगा
उत्तर: (B) - उत्प्लावन बल की खोज से विज्ञान में क्या लाभ हुआ?
(A) केवल तैरने की जानकारी मिली (B) पदार्थों की शुद्धता, घनत्व और जहाजरानी के क्षेत्र में क्रांति आई (C) गुरुत्वाकर्षण खत्म हुआ (D) कोई लाभ नहीं हुआ
उत्तर: (B)