• Save
Prerna Jee advanced 2013 phyiscs Paper1
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

Prerna Jee advanced 2013 phyiscs Paper1

on

  • 492 views

Prerna Jee advanced 2013 phyiscs Paper1

Prerna Jee advanced 2013 phyiscs Paper1

Statistics

Views

Total Views
492
Views on SlideShare
431
Embed Views
61

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

1 Embed 61

http://www.askiitians.com 61

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Prerna Jee advanced 2013 phyiscs Paper1 Document Transcript

  • 1. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 1 ­  www. prernaclasses.com Physics Paper­ I Jee Advance 2013 R Prerna Tower, Road No ­ 2, Contractors Area,  Bistupur, Jamshedpur ­ 831001, Tel ­ (0657)2221892, www.prernaclasses.com PART I ­ PHYSICS SECTION ­ I (Only One option correct Type) This  section contains 10 multiple choice questions. Each question has four choices (A), (B), (C) and (D) out of which ONLY ONE is correct. 1.  In the Young’s double slit experiment using a monochromatic light of wavelength l, the path difference (in terms of an integer n) corresponding to any point having half the peak intensity is (A)  (2n + 1) (l / 2)  (B)  (2n + 1) (l / 4) (C)  (2n + 1) (l / 8)  (D)  (2n + 1) (l / 16) 1.  (B)  I = 4I 0 cos 2 (Df / 2) = I max cos 2 (Df / 2) cos 2 (Df / 2) = (1 / 2) Df = (2n + 1) p / 2Þ Dx = (2n + 1) l / 4 2.  A pulse of light of duration 100 ns is absorbed completely by a small object initially at rest. Power of the pulse is 30 mW and the speed of light is 3 × 10 8 ms –1 .  The final momentum of the object is (A)  0.3 × 10 –17 kg ms –1  (B)  1.0 × 10 –17 kg ms –1 (C)  3.0 × 10 –17 kg ms –1  (D)  9.3 × 10 –17 kg ms –1 2.  (B) Dp = (h / l ) = (Pt / C) =  8 9 3 10 3 10 100 10 30´´´´ --= 10 –17 kg ms –1 3.  One end of a horizontal thick copper wire of length 2L and radius 2R is welded to an end of another horizontal thin copper wire of length L and radius R.  When the arrangement is stretched by applying forces at two ends, the ratio of the elongation in the thin wire to that in the thick wire is (A)  0.25  (B)  0.50  (C)  2.00  (D)  4.00 3.  (C)  Tension is the sameDL = (TL / AY) = (TL / pR 2 Y) (DL 2 / DL 1 ) = [(L 2 / L 1 ) × (R 1 / R 2 ) 2 ]  = [(1 / 2) × (2 / 1) 2 ] = 2
  • 2. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 2 ­  www. prernaclasses.com 4.  The image of an object, formed by a plano–convex lens at a distance of 8 m behind the lens, is real and is one­third the size of the object.  The wavelength of light inside the lens is (2 / 3) times the wavelength in free space.  The radius of the curved surface of the lense is (A)  1 m  (B)  2 m  (C)  3 m  (D)  6 m 4.  (C)  for planoconvex lens (1 / f) = [(µ – 1) / R] µ = (3 / 2), m = (1 / 3) = (v / u) Þ v = (u / 3) v = 8,  u = 24 [(1 / u) + (1 / v)] = [(µ – 1) / R] Þ [(1 / 24) + (1 / 8) ] = [{(3 / 2) – 1} / R] R = 3 m 5.  A particle of mass m is projected from the ground with an initial speed u 0 at an angle a with the horizontal.  At the highest point of its tragectory, it makes a completely inelastic collision with another identical particle, which was thrown vertically upward from the ground with the same initial speed u 0 .   The angle that the composite system makes with the horizontal immediately after the collision is (A)  (p / 4)  (B)  [(p / 4) + 4]  (C)  [(p / 2) – 4]  (D)  (p / 2) 5.  (A)  Before collision u 1x = u 0 cos a ,  u 1y = 0 u 2x = 0,  u 2y = g α u g u 2 sin . . 2 2 2 0 2 0 -After collision by CLM : (v x ) c = [(u 0 cos a) / 2] = (v Y ) c Required angle = tan –1 [(v Y ) c / (v x ) c ] = p / 4 6.  The work done on a particle of mass m by a force, úûùêëé+++j y x y i y x x K  ˆ ) ( ˆ ) (  3/2 2 2 3/2 2 2  (K being a constant of appropriate dimensions), when the particle is taken from the point (a, 0) to the point (0, a)  along a circular path of radius a about the origin in the x–y plane is (A)  (2Kp / a)  (B)  (Kp / a)  (C)  (Kp / 2a)  (D)  0 6.  (D)  Force is in radial direction therefore no tangential component. No work done 7.  The diameter of a cylinder is measured using a Vernier callipers with no zero error.  It is found that the zero fo the Vernier scale lies between 5.10 cm and 5.15 cm of the main scale.  The Vernier scale has 50 divisions equivalent to 2.45 cm.  The 24th division of the Vernier scale exactly coincides with one of the main scale divisions.  The diameter of the cylinder is (A)  5.112 cm  (B)  5.124 cm  (C)  5.136 cm  (D)  5.148 cm 7.  (B)  MSR = 5.10 cm MSD = 5.15 – 5.10 = 0.05 cm L. C. = [0.05 – (2.45 / 50)] = 0.001 cm measured length = [5.10 + (24 × 0.001)] = 5.124 cm
  • 3. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 3 ­  www. prernaclasses.com 8.  Two non­reactive monoatomic ideal gases have their atomic masses in the ratio 2 : 3.  The ratio of their partial pressures, when enclosed in a vessel kept at a constant temperature, is 4 : 3. The ratio of their densities is (A)  1 : 4  (B)  1 : 2  (C)  6 : 9  (D)  8 : 9 8.  (D)  P = [rRT / M] Þ (r1 / r2 ) = (P 1 / P 2 ) × (M 1 / M 2 ) = (8 / 9) 9.  Two rectangular blocks, having identical dimensions, can be arranged either in configuration I or in configuration II as shown in the figure .  One of the blocks has thermal conductivity k and the other 2k.  The temperature difference between the ends along the x–axis is the same in both the configurations.  It takes 9 s to transport a certain amount of heat from the hot end to the cold end in the configuration I.  The time to transport the same amount of heat in the configuration II is K  2K Configuration I K 2K Configuration II (A)  2.0 s  (B)  3.0 s  (C)  4.5 s  (D)  6.0 s 9.  (A) W1 = (L / kA), W2 = (L / 2kA)  (Weg ) I = W1 + W2 = (3 / 2) (L / kA) (Weg ) II = [W1W2 / (W1 + W2 )] = (L / 3 kA)  (DQ / t) = (DT / Weg )Þ (t I / t II ) = [(Weg ) I / (Weg ) II ] t II = t I × (WII / WI ) = 2 sec 10.  A ray of light travelling in the direction  ) ˆ 3 ˆ (2 1 j i + is incident on a plane mirror.  After reflection, it travels along the direction  ) ˆ 3 ˆ (2 1 j i - .  The angle of incidence is (A)  30°  (B)  45°  (C)  60°  (D)  75° 10  (A) 30° 30° j i( ) °=Þ=+= 30 ˆ 2 3 ˆ ˆ 3 ˆ 2 1 ˆ cos  i j j i i  .
  • 4. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 4 ­  www. prernaclasses.com SECTION ­ II (One or more options correct Type) This section contains 5 multiple choice questions.  Each question has four choices (A), (B), (C) and (D), out of which ONE OR MORE are correct. 11.  A solid sphere of radius R and density r is attached to one end of a mass­less spring of force constant k.  The other end of the spring is connected to another solid sphere of radius R and density 3r.  The complete arrangement is placed in a liquid of density 2r and is allowed to reach equilibrium.  The correct statement(s) is (are) (A)  The net elongation of the spring is (4pR 3rg / 3k) (B)  The net elongation of the spring is (8pR 3rg / 3k) (C)  The light sphere is partially submerged (D)  The light sphere is completely submerged 11.  (A,D)  For spring, forces by both the spheres should balance. Let  (µ / 3) pR 3 × r = M  mr = M, m 3r = 3 M max upthrust = 2M on each considering 3m, kx = (3M – 2M) g = Mg x = [(4 pR 3rg) / 3K] 2Mg Mg 2Mg 3Mg Kx Kx
  • 5. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 5 ­  www. prernaclasses.com 12.  In the circuit shown in the figure, there are two parallel plate capacitors each of capacitance C. The switch S 1 is pressed first to fully charge the capacitor C 1 and then released.  The switch S 2 is then pressed to charge the capacitor C 2 .  After some time, S 2 is released and then S 3 is pressed.   After some time, S1  S2  S3 2V0  C1  C2  V0 (A)  The charge on the upper plate of C 1 is 2 CV 0 (B)  The charge on the upper plate of C 1 is CV 0 (C)  The charge on the upper plate of C 2 is  0 (D)  The charge on the upper plate of C 2 is –CV 0 12.  (B,D)  S 1 closed 2V0  2CV0 +- S 1 opened, S 2 closed CV0  CV0 +-+-Finally +-CV0 CV0 +-V0 13.  Two non–conducting solid spheres of radii R and 2R, having uniform volume charge densitiesr1 and r2 respectively, touch each other.  The net electric field at a distance 2R from the centre of the smaller sphere, along the line joining the centres of the spheres, is zero.  The ratio (r1 / r2 ) can be (A)  – 4  (B)  –(32 / 25)  (C)  (32 / 25)  (D)  4 13.  (B,D) X  Y X & Y are 2 possible points For X( )( )( )0 5 2 3 4 2 3 4=÷øöçèæp´r+÷øöçèæp´r= 2 3 2 2 3 1 R R k R R k E Þ 25 32-=rr2 1 For Y( )( )( )0 2 2 3 4 2 3 4=´÷øöçèæpr-÷øöçèæp´r= 3 3 2 2 3 1 R R R k R R k E Þ (r1 / r2 ) =  4
  • 6. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 6 ­  www. prernaclasses.com 14.  A horizontal stretched string, fixed at two ends, is vibrating in its fifth harmonic  according to the equation, y(x, t) = (0.01 m) sin [(62.8 m –1 ) x ] cos [(628 s –1 )t ].  Assuming p = 3.14, the correct statement(s) is (are) (A)  The number of nodes is 5 (B)  The length of the string is 0.25 m (C)  The maximum displacement of the midpoint of the string, from its equilibrium position is 0.01 m (D)  The fundamental frequency is 100 Hz 14.  (B,C)  no of loop = 5 no of nodes = 6 Q (2p / l) = 62.8 Þ l = 0.1 m length of string = (5l / 2) = 0.25 m Mid point anti nodes Þ maximum displacement = 0.01 m Fundamental frequence,  f 0 = (V / l0 )  V = (w / K) = 10 ms –1 (l0 / 2) = 0.25 Þ l0 = 0.5 m f 0 = (10 / 0.5) = 20 Hz 15.  A particle of mass Mand positive charge Q, moving with a constant velocity  1 1-= ms ˆ 4i u r , enters a region of uniform static magnetic field normal to the x – y plane. The region of the magnetic field extends from x = 0 to x= L for all values of y.  After passing through this region, the particle emerges on the other side after 10 milliseconds with a velocity ( ) 1 2-+= ms ˆ ˆ 3 2  j i u r . The correct statement(s) is (are) (A)  The direction of the magnetic field is –zdirection (B)  The direction of the magnetic field is +zdirection (C)  The magnitude of the magnetic field (50p M / 3Q) units (D)  The magnitude of the magnetic field (100p M / 3Q) units 15.  (A,C)p/6p/6 O  L B V q F rrr´= , at t = 0, F r is along  j ˆ  V r is along i ˆ B r is along ( )k ˆ-q = wt Þ t = 10 × 10 –3 = (M / QB) . (p / 6)Þ B = (50pM / 3Q)
  • 7. JEE Advanced 2013  (02­Jun­13)  Question & Solutions Paper­I  ­ 7 ­  www. prernaclasses.com SECTION ­ III  (Integer value correct Type) This section contains 5 questions. The answer to each questions is asingle­digit integer,ranging from 0 to 9.(both inclusive). 16.  A freshly prepared sample of a radioisotope of half­life 1386 s has activity 10 3 disintegrations per second. Given thatln 2 = 0.693, the fraction of the initial number of nuclei (expressed in nearest integer percentage) that will decay in the first 80 s after preparation of the sample is 16.  (4)  f  = 1 – e –l (80)  = 1 – e –1 /25 = [1 – {1 – (1 / 25)}] × 100  =  4% 17.  A bob of massm, suspended by a string of lengthl 1 is given a minimum velocity required to complete a full circle in the vertical plane. At the highest point, it collides elastically with another bob of mass msuspended by a string of length l 2 , which is initially at rest. Both the strings are mass­less and inextensible. If the second bob, after collision acquires the minimum speed required to complete a full circle in the vertical plane, the ratio (l 1 /l 2 ) is 17.  (5)  Velocity before collision are Ö(gL) & 0 on collision, velocity are interchanged Ö(gL 1 )  = Ö(5gL 2 ) (L 1 / L 2 ) = 5 18.  A uniform circular disc of mass 50 kg and radius 0.4 m is rotating with an angular velocity of 10 rad s –1 about its own axis, which is vertical. Two uniform circular rings, each of mass 6.25 kg and radius 0.2  m, are gently placed symmetrically on the disc in such a manner that they are touching each other along the axis of the disc and are horizontal. Assume that the friction is large enough such that the rings are at rest relative to the disc and the system rotates about the original axis. The new angular velocity (in rad s –1 ) of the system is 18.  (8)  CAM I 1 wi = (I 1 + I 2 + I 3 ) wfÞ wf  =  [I 1 / (I 1 + I 2 + I 3 )] wi =( )10 2 ) 2 0 ( 25 6 ) 2 0 ( 25 . 6 2 ) 4 0 ( 50 2 ) 4 0 ( 50´´+´+´´2 2 2 2 . . . . .= 8 rad s –1 19.  The work functions of Silver and Sodium are 4.6 and 2.3 eV, respectively. The ratio of the slope of the stopping potential versus frequency plot for Silver to that of Sodium is . 19.  (1)  v = [(hf/ e) – (f/ e)] slope = (h/e) Þ independent of work function. 20.  A particle of mass 0.2 kg is moving in one dimension under a force that delivers a constant power 0.5 W to the particle. If the initial speed (in ms –1 ) of the particle is zero, the speed (in ms –1 ) after 5 s is 20.  (5)  CE Þ (1 / 2) mv 2 = p × tÞ v = 2 0 5 5 0 2 2 . . ´´=m pt = 5 ms –1