SOAL FISIKA UNTUK TINGKAT PROVINSI

Transkripsi

1 A. PILIHAN GANDA SOAL FISIKA UNTUK TINGKAT PROVINSI 1. Grafik berikut menyatakan posisi sebuah mobil setiap saat. Selama sepuluh detik mobil menempuh jarak A. 0 m B. 4 m C. 8 m D. 14 m E. 20 m 4 Posisi (m) Waktu (s) Jawab: C 2. Gaya gravitasi yang dialami sebuah mangga yang jatuh dari pohon, dari saat lepas sampai saat mencapai tanah A. semakin mengecil B. semakin membesar dengan perubahan yang sangat berarti C. mengecil kemudian membesar D. membesar kemudian mengecil E. selalu tetap. Jawab: E 3. Sebuah benda bermassa 2 kg yang mula-mula diam bergerak sepanjang garis mendatar karena gaya 10 Newton. Laju benda karena pada detik ke lima sejak benda mulai bergerak sama dengan A. 1 m/s B. 5 m/s C. 20 m/s D. 25 m/s E. 50 m/s Jawab: D 1

2 4. Sebuah benda bermassa 2 kg didorong ke kanan dengan gaya sebesar 10 Newton dan didorong ke kiri dengan gaya sebesar 6 Newton. Percepatan benda: A. 16 m/s 2 ke kanan B. 5 m/s 2 ke kiri C. 4 m/s 2 ke kanan D. 3 m/s 2 ke kiri E. 2 m/s 2 ke kanan Jawab: E 5. Sebuah benda seberat 10 N dijatuhkan dari ketinggian 10 m di atas permukaan tanah. Apabila energi potensial benda di permukaan tanah sama dengan nol maka dan energi kinetik benda sesaat menjelang sampai di permukaan tanah A. Sama dengan 1000 Joule B. Sama dengan 100 Joule C. Sama dengan 10 Joule D. Sama dengan 1 Joule E. Sama dengan 0 Joule Jawab: B 6. Mana di antara pernyataan berikut yang benar. A. Sebuah benda yang berada di udara tidak mengalami gaya apung. B. Gaya apung yang bekerja pada sebuah benda bergantung pada volume benda dan massa jenis benda. C. Gaya apung yang bekerja pada sebuah benda bergantung pada volume benda dan massa jenis fluida di mana benda tersebut berada D. Gaya apung yang bekerja pada sebuah benda tidak berubah meskipun fluida yang melingkupinya diganti. E. Sebuah benda yang berada di dalam ruang hampa juga mengalami gaya apung. Jawab: C 2

3 7. Sebuah balok dengan panjang sisi 10 cm ditahan di dalam air dengan sebuah pegas (lihat gambar). Gaya tarik pegas sebesar 2 N, massa jenis air 1000 kg/m 3, dan percepatan gravitasi 10 m/s 2. Maka massa balok sama dengan: A. 0,8 kg B. 1 kg C. 20 kg D. 800 kg E kg air Jawab: A 8. Sebuah kubus melayang di dalam air. Apabila kubus tersebut dimampatkan sehingga sisi-sisinya menjadi setengah dari sisi-sisi semula maka massa jenis kubus yang telah dimampatkan sama dengan A. Seperdelapan kali massa jenis air B. Setengah kali massa jenis air C. Dua kali massa jenis air D. Empat kali massa jenis air E. Delapan kali massa jenis air Jawab: E 9. Manakah dari pernyataan-pernyataan tentang tekanan udara berikut ini yang benar. A. Semakin tinggi tempat semakin besar tekanan udaranya B. Semakin tinggi tempat semakin kecil tekanan udaranya C. Tekanan udara tidak bergantung pada ketinggian D. Tekanan udara sama dengan tekanan air laut E. Tekanan udara tidak mempengaruhi tekanan air laut. Jawab: B 3

4 10. Berapakah energi yang diperlukan untuk mengubah 2 kg es bersuhu 5 o C menjadi air bersuhu 20 o C? (diketahui: kalor jenis es 2100 J/kg o C, kalor jenis air J/kg o C, dan kalor lebur es 334x10 3 J/kg A. 689 kj B. 836 kj C. 668 kj D. 857 kj E. 21 Kj Tandon panas T H Q k L Jawaban D Di sini ada 3 proses yang terjadi: 1. Menaikkan suhu es dari 5 o C sampai 0 o C (Q = m c es T) =2x2.100x5 = J 2. Meleburkan es pada 0 o C (Q = ml) = 2x = J 3. Menaikkan suhu air dari 0 o C sampai 20 o C (Q = m c air T) = 2x4.200x20 = J 11. Sepotong batang besi yang panjangnya L mempunyai massa M dan rapat massa. Diameter batang besi tersebut adalah: M A. L Jawaban B B. 4M L C. 2M L 12. Gambar berikut memperlihatkan benda padat berbentuk balok yang panjangnya L dan luas permukaan kiri dan kanan A yang dipertahankan pada suhu T H dan T C. Bila Q menyatakan banyaknya kalor yang ditransfer melalui benda tersebut dari permukaan dinding panas ke yang bagian dingin dalam waktu t, maka laju transfer kalor H adalah: Q TH T H k A D. M 2 L E. ML Tandon dingin t L dengan k adalah konduktivitas termal yang nilainya bergantung pada bahan. Satuan k dalam sistem Satuan Internasional adalah: A. W m -1 K -1 B. W m -1 K C. J s m -1 K D. J s m -1 K -1 E. J s -1 m -1 K C T C 4

5 Jawaban A 13. Sebuah lampu gantung di halaman berayun karena tertiup angin. Seorang anak mengamati bahwa setelah dari suatu posisi terendah lampu, diperlukan waktu 20 detik untuk kembali mencapai posisi terendah tersebut untuk yang kelima kalinya. Berapa banyak siklus getaran lampu tersebut dalam 20 detik itu? A. 4 B. 8 C. 2,5 D. 5 E. 2 Jawab: C 14. Seorang anak kecil sedang bermain ayunan bersama ibunya. Anak tersebut meminta ibunya untuk menarik ayunan lebih tinggi lagi. Besaran apa berikut ini yang bertambah besar ketika ibu tersebut menarik ayunan lebih tinggi? A. Perioda B. Amplitudo C. Frekuensi D. Waktu E. Massa Jawab: B 15. Beberapa botol yang serupa diisi dengan air dengan jumlah berbeda-beda, sehingga tinggi kolom udara dalam botol berbeda-beda pula. Jika semua botol tidak tertutup, maka pukulan ringan di mulut botol akan menghasilkan bunyi. Yang manakah berikut ini pernyataan yang benar? A. Bunyi yang dihasilkan oleh semua botol kerasnya akan sama karena ukuran botol adalah sama, meskipun kekuatan pukulan di mulut botol berbeda. B. Nada yang dihasilkan oleh semua botol tingginya akan sama karena ukuran botol adalah sama, meskipun kekuatan pukulan di mulut botol berbeda. C. Bunyi yang dihasilkan oleh semua botol kerasnya akan berbeda karena ukuran kolom udara berbeda. D. Nada yang dihasilkan oleh semua botol tingginya akan berbeda karena ukuran botol adalah sama. 5

6 E. Baik keras maupun tinggi bunyi yang dihasilkan bergantung pada kekuatan pukulan di mulut botol. Jawab: D 16. Ujung sebuah tali digetarkan naik-turun secara berkala sehingga terjadi gelombang tali. Jika waktu greakan ujung tali dari posisi tinggi maksimum ke tinggi maksimum berikutnya adalah 0,3 detik dan jarak dari lembah ke puncak terdekat pada tali adalah 30 cm, berapakah cepat rambat dan frekuensi gelombang? A. 30 cm/det dan 0,5 Hz B. 30 cm/det dan 1 Hz C. 30 cm/det dan 2 Hz D. 60 cm/det dan 0,5 Hz E. 60 cm/det dan 1 Hz Jawab: E 17. Sebuah percobaan untuk menentukan panjang gelombang suatu gelombang infrasonik dilakukan di sebuah pantai. Sebuah sumber mengeluarkan gelombang infrasonik berfrekuensi 10 Hz di permukaan laut yang dalamnya 14,4 km. Pantulan gelombang dari dasar laut teramati 1,2 menit setelah pancaran gelombang semula. Berapakah panjang gelombangnya? A. 40 m B. 400 m C. 4 km D. 80 m E. 800 m Jawab: A 18. Bumi dan bulan saling menarik dengan gaya yang disebut sebagai gaya gravitasi, tetapi bulan tidak pernah jatuh ke bumi karena bulan selalu mengitari bumi. Jika jarak antara bumi dan bulan menjadi dua kali lebih besar, maka besar gaya gravitasi yang dialami akan menjadi berapa kali gaya gravitasi semula? A. 1 kali B. 2 kali C. 4 kali D. 1/2 kali E. 1/4 kali 6

7 Jawab: E 19. Gambar di atas adalah diagram posisi matahari, bumi dan bulan ketika terjadi gerhana matahari. Ketika terjadi gerhana matahari, maka: A. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi tegak lurus dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi pasang B. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi berlawanan arah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi surut C. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi searah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi surut D. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi searah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi pasang E. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi berlawanan arah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi pasang Jawab: D 20. Pada saat kita berkendaraan di siang hari yang panas dan terang, di jalan yang akan kita lalui tampak seolah-olah terdapat genangan air. Hal itu terjadi karena peristiwa. A. pemantulan cahaya oleh permukaan jalan B. pembiasan cahaya oleh lapisan udara dekat di atas permukaan jalan C. pemantulan sempurna cahaya oleh lapisan udara dekat di atas permukaan jalan D. defraksi cahaya oleh lapisan udara dekat di atas permukaan jalan E. interferensi cahaya oleh lapisan udara dekat di atas permukaan jalan Jawab: C 7

8 21. Perhatikan gambar di bawah ini B Y A Y' a b Pada gambar di atas benda Y dibentuk bayangannya oleh cermin datar A dan cermin cembung B berimpit di Y. Jika jarak antara kedua cermin itu a dan jarak bayangan itu dari cermin datar adalab b, maka jarak fokus f cermin cembung itu dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan A. f = (a - b) / 2a B. f = (a 2 b 2 ) / 2a C. f = (a 2 b 2 ) / 2a 2 D. f = ab / (a + b) E. f = (a + b) / ab Jawab: B 22. Seekor ikan tampak berada pada kedalaman 60 cm di bawah permukaan air kolam yang jernih dan tenang. Jika indeks bias relative air kolam itu 4/3, maka maka ikan itu sesungguhnya berada dibawah permukaan air pada kedalaman. A. 30 cm B. 45 cm C. 60 cm D. 80 cm E. 90 cm Jawab: D 23. Sebuah lensa konvergen membentuk bayangan dengan perbesaran 2 kali, berifat nyata, dan tegak. Jika jarak benda itu 5 cm dari lensa, maka jarak focus lensa tersebut adalah. A. 10 cm 8

9 B. 7,5 cm C. + 5 cm D. + 7,5 cm E cm Jawab: E 24. Agar sebuah lensa konvergen yang berjarak focus f dapat membentuk sebuah bayangan yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar dengan bendanya maka benda itu harus diletakaan. A. di depan lensa pada jarak f dari lensa B. di depan lensa pada jarak lebih besar dari f tetapi lebih kecil dari 2f dari lensa C. di depan lensa pada jarak 2f dari lensa D. di belakang lensa pada jarak lebih besar dari f tetapi lebih kecil dari 2f dari lensa E. di belakang lensa pada jarak 2f dari lensa Jawab: C 25. Gambar berikut ini dilukiskan lintasan sinar sebelum dan sesudah melalui bendabenda optik A, B dan C. A C B Pada gambar di atas, A, B, dan C berturut-turut adalah. A. lensa konvergen, cermin datar, dan lensa konvergen B. lensa divergen, cermin datar, dan lensa konvergen C. lensa konvergen, lensa divergen, dan cermin datar D. lensa divergen, cermin datar, dan lensa divergen E. lensa konvergen, cermin datar, dan lensa divergen Jawab: E 9

10 26. Gaya Coulomb sebesarnya 18 x 10 8 N pada muatan Q 1 = 3 μc, terhadap muatan Q 2, muatan Q 1 = 2 Q 2, berapakah jarak yang memisahkan kedua muatan tersebut. A. 3 x 10-6 cm B. 3 x 10-4 cm C. 6 x 10-6 m D. 6 x 10-3 m E. 9 x 10-3 m Jawab: A 27. Sebuah rangkaian tertutup didalamnya mengalir arus listrik sebesar 25 ma, dan terpasang dua hambatan secara seri dengan besar masing-masing 9,5 Ω dan 65 Ω. Berapakah besar GGL sumber tegangan yang dihubungkan pada rangkaian tersebut. (hambatan dalam dari sumber 0,5 Ω) A. 0,9375 Volt B. 1,875 Volt C. 3,750 Volt D. 18,75 Volt E. 37,50 Volt 28. Perhatikan rangkaian hambatan berikut, hambatan total rangkaian 10 Ω Jawab: B R 1 R 4 R 2 R 3 R 5 Jika besar hambatan R 1 = 2,5 Ω, R 3 = 10 Ω, R 4 = 7,5 Ω dan R 5 = 6,7 Ω. Berapa besar hambatan R 2. A. 4,4 Ω B. 6,0 Ω C. 8,2 Ω D. 10,0 Ω E. 12,2 Ω 10

11 Jawab: D 29. Perhatikan gambar percabangan rangkaian berikut I 1 I 3 I 2 I 4 I 5 Jika besar kuat arus I 1 = 2 ma, I 2 = 2,5.I 1, I 3 = 2,5 ma dan I 5 = 2I I 3. Maka besar arus I 4 adalah. A. 0,50 ma B. 0,75 ma C. 1,00 ma D. 0,50 ma E. 0,75 ma Jawab: B 30. Alat elektronik menggunakan energi listrik sebanyak 1,6 Kwh, jika dihubungkan dengan sumber tegangan 200 Volt, berapakah besar pengurangan energi yang dipakai jika beda potensialnya diturunkan 25% dan kuat arus dibuat constant. A. 0,20 Kwh B. 0,40 Kwh C. 0,60 Kwh D. 1,00 Kwh E. 1,20 Kwh Jawab: A 11

12 B. ISIAN SINGKAT 1. Dasar sungai yang alrnya tenang dan jernih tampak lebih. dari kedalaman yang sesungguhyna, karena adanya peristiwa.. Jawaban : Dasar sungai yang alrnya tenang dan jernih tampak lebih dangkal dari kedalaman yang sesungguhnya, karena adanya peristiwa pembiasan oleh air sungai 2. Dari sebuah benda tegak yang berada di depan sebuah cermin cembung, terbentuk bayangan yang bersifat.,, dan.. Jika benda itu digerakkan mendekati cermin cembung tersebut, maka bayangannya. Jawaban : Dari sebuah benda tegak yang berada di depan sebuah cermin cembung, terbentuk bayangan yang bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Jika benda itu digerakkan mendekati cermin cembung tersebut, maka bayangannya bergerak mendekati cermin. 4. Bagaimanakah cara mengukur volum benda padat yang bentuknya tidak teratur apabila a. ukuran benda kecil b. ukuran benda cukup besar Jawaban A. mengukur pertambahan volum air dalam gelas ukur setelah seluruh benda tercelup dalam air. B. Celupkan seluruh benda padat ke gelas berpancuran, volum air yang tumpah ke gelas ukur menyatakan volum benda tersebut 3. Sebanyak 10 gram es bersuhu -10 o C dimasukkan ke dalam bejana berisi 40 gram air bersuhu 40 o C. Tentukan suhu campurannya jika diketahui bahwa kalor jenis es 0,5 kal/ g o C, kalor lebur es 80 kal/g dan kalor jenis air 1,0 kal/ g o C. Jawab: Gunakan Azas Black 12

13 Kalor untuk menaikkan suhu es (-10 ke 0) + kalor untuk mencairkan es + kalor untuk menaikkan suhu es yang mencair (0 ke suhu akhir) = kalor yang diberikan oleh air (40 ke suhu akhir). 10x0,5x x x1xt = 40x1x(40-t) Suhu akhir t = 15 o C. 4. Untuk latihan membedakan makna perubahan suhu T dan suhu T suatu benda pada berbagai skala, anda dapat mencoba menyelesaikan soal berikut. Tabel berikut memperlihatkan perbandingan skala Fahrenheit dan X o F o X Titik beku air Titik didih air a. Berapakah perubahan suhu pada skala X yang sama dengan perubahan suhu sebesar 40 o F? (jawaban: 20 o X) b. Tentukanlah penunjukan pada termometer dengan skala Fahrenheit yang memberikan suhu T= 15 o X. (jawaban: 102 o F) 5. Pada pagi hari yang dingin, pagar besi sepertinya lebih dingin dari pada pagar kayu, padahal keduanya mempunyai suhu yang sama. Perbedaan persepsi ini muncul dikarenakan oleh Jawaban: 6. Berikan contoh peristiwa yang menunjukkan bahwa laju rambat gelombang bunyi bergantung pada medium rambatnya. Jawab: a. Suara kereta api dapat terdengar lebih awal jika kita mendekatkan telinga ke rel b. Bising di luar rumah terdengar lebih pelan jika pintu rumah ditutup c. Dll yang setara 7. Apa keuntungan menggunakan satelit dibandingkan dengan pengiriman sinyal melalui stasiun di bumi? Sebutkan pula dua jenis sinyal yang dapat dikirim melalui satelit. Jawab: Sinyal dapat dikirim ke tempat yang lebih jauh; dua dari: sinyal radio, televisi, telepon 8. Sebuah kumparan didalamnya terjadi perubahan flux magnet sebesar 500 Wb setiap 10 detik, dengan perubahan flux yang sama, jumlah lilitan digandakan 13

14 menjadi 2,5 kali mula-mula, maka kalilipatkah pertambahan GGL induksi yang akan diperoleh adalah. 9 Perhatikan gambar berikut ini Arah arus A B Lilitan berarus listrik U S C D magnet Kemanakah arah gaya Lorentz (F) tengah-tengah lilitan 10. Tentukanlah massa sebuah benda yang bergerak dengan percepatan 2 m/s 2 karena gaya 10 N. Jawab: 5 kg. 14

15 B. SOAL ESSAY 1. Grafik di bawah ini menggambarkan gerak sebuah benda. A menyatakan posisi di x=0, B menyatakan posisi di x=4 m, dan C menyatakan posisi di titik x=8 m. a. Dengan menyusun posisi-posisi A, B, dan C (susunannya boleh berulang) jelaskanlah gerak benda selama 8 detik. b. Hitunglah jarak tempuh benda sampai detik ke empat. c. Hitunglah jarak tempuh keseluruhan dari benda. d. Pada selang waktu kapankah benda bergerak dengan kecepatan tertinggi? Berapa besar kecepatannya, ke mana arahnya? e. Kapan saja benda berhenti bergerak? f. Apabila massa benda 2 kg hitunglah energi kinetik benda pada waktu antara detik ke nol sampai detik kedua. x (m) C 8 B 4 A t (detik) Jawab soal essay no 1: a. Benda bergerak dari A ke B ke C kemudian kembali ke B dan akhirnya ke A, disingkat A B C B A, atau ABCBA. b. Benda bergerak dari detik ke 0 di A sampai detik ke 2 di B dengan jarak tempuh 4 m dan kemudian diam di B dari detik ke 2 sampai detik ke 4. Jadi jarak tempuh benda sampai detik ke 4 adalah 4 meter. c. Benda bergerak menurut lintasan A B C B A. Jarak AB 4 m, jarak BC 4 m, jarak CB 4 m, dan jarak BA 4 m. Maka jarak tempuh keseluruhan adalah ( )m, yaitu 16 m. 15

16 d. Benda bergerak dengan kecepatan tertinggi terjadi pada selang waktu dengan kemiringan paling curam, yaitu antara detik ke 7 dan detik ke 8. Besarnya kecepatan sama dengan jarak CA dibagi waktu tempuh, yaitu 8/1 m/s= 8 m/s. Arah kecepatannya dari C ke A. e. Pada detik ke nol sampai detik ke dua kecepatan benda sama dengan jarak AB dibagi waktu tempuh, yaitu sama dengan 4/2 m/s atau 2 m/s. Energi kinetik sama dengan mv.2.(2) 2 J 4 J. 2 2 Skema penilaian: No Soal Nilai tertinggi 1a Gerak: A B C B A 2 1b Jarak dari detik 0 ke detik 2: 4 m 0,5 Jarak dari detik 2 ke detik 4: 0 m 0,5 Jarak dari detik 0 ke detik 4: 4+0=4 m 0,5 1c Jarak A B C: 8 m 0,5 Jarak C B A: 8 m 0,5 Jarak keseluruhan: 8+8 m =16 m 0,5 1d Selang waktu antara t=7s sampai t=8s 1 Besar kecepatan 8 m/s 1 Arah kecepatan: dari C ke A 1 1e Kecepatan 2 m/s 1 Energi kinetik 4 J 1 Total Nilai Maksimum Perhatikan rangkaian di bawah ini. L1, L2, L3, dan L4 adalah lampu-lampu yang hambatan dalamnya sama namun kecil sehingga dapat diabaikan. R1, R2, R3, dan R adalah resistor-resistor dengan nilai hambatan sebagai berikut: R1=R2=R3=10kΩ, R4=30kΩ. a. Hitunglah hambatan total dari rangkaian. b. Hitunglah arus yang keluar dari sumber tegangan. c. Hitunglah arus yang mengalir pada setiap hambatan. d. Hitunglah daya listrik yang diterima resistor R2. e. Manakah lampu yang menyala paling terang dan yang menyala paling redup? Jelaskan alasannya. 16

17 L1 L3 R1 R3 R2 R4 L2 L4 12,5 V Jawab soal essay no 2: i. R1 paralel dengan R2 dan R3 paralel dengan R4. Maka hambatan total rangkaian adalah R1 R 2 R3 R R T k 12, 5k. R1 R 2 R3 R ii. iii. Arus yang keluar dari sumber tegangan sama dengan V 12,5V I 1mA.. R 12,5k T Karena R1=R2 maka arus yang mengalir pada kedua hambatan ini sama besar. Jumlah kedua arus harus sama dengan arus total. Jadi I I (1/ 2) I 0, 5mA 1 2. Karena R4=3(R3) maka arus yang mengalir pada R4 hanya sepertiga arus yang mengalir pada R3. Jadi 3 1 I 3 I 0,75mA, I 4 I 0,25mA. 4 4 iv. Daya listrik yang diterima R2 sama dengan 2 2 P I R 2 (0,0005 ) (10000 ) VA 0, 0025VA

18 v. Karena hambatan setiap lampu sama maka perbedaan daya listrik yang diterima lampu sepenuhnya bergantung pada arus yang mengalir padanya. Karena arus yang mengalir pada lampu L3 paling besar dan yang mengalir pada lampu L4 paling kecil maka lampu L3 menyala paling terang sedangkan L4 paling redup. Skema penilaian: No Soal Nilai tertinggi 2a R T 1 2b I 1 2c I 1 1 I 2 1 I 3 1 I 4 1 2d P 2 1 2e L3 paling terang 1 L4 paling redup 1 Alasan 1 Total Nilai Maksimum 10 18

19 9. Dengan daya listrik tetap dapat dinyalakan alat listrik sebanyak 18 unit yang bekerja pada tegangan 50 Volt dan kuat arus 0,5 A. Jika alat listrik yang digunakan bekerja ada beda potensial 75 Volt dan arus 1 A, berapa unit dapat digunakan. a. 9 unit b. 7 unit c. 6 unit d. 5 unit e. 4 unit 10. Sebuah Transformator bekerka dengan potensial 220 Volt, arus 2 A memiliki Inefisiensi 25 %, jika efisiensi transormator dapat ditingkatkan 10 %. Berapakah banyak energi yang hilang setiap detik dapat dikurangi. a. 396 J b. 384 J c. 374 J d. 66 J e. 44 J 19