PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN PROVINSI JAWA TENGAH PENILAIAN AKHIR SEMESTER GASAL TAHUN PELAJARAN 2018/2019 SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA) LEMBARAN SOAL Mata Uji : Fisika Kelas : XI (Sebelas) / IPA Hari/Tanggal : Selasa, 4 Desember 2018 Waktu : 07.30 09.30 WIB ( 120 Menit ) KURIKULUM 2013 PETUNJUK UMUM 1. Sebelum mengerjakan soal, tulislah terlebih dahulu Nama, Nomor Ulangan Akhir Semester Gasal pada lembar jawaban yang tersedia. 2. Kerjakan soal-soal dengan bulpen/bupoint, dan tidak boleh mengerjakan soal dengan pensil/spidol. 3. Periksa dan bacalah soal-soal dengan teliti sebelum Anda menjawab. 4. Jumlah soal: 35 soal obyektif dan 5 soal essai semua harus dikerjakan. 5. Laporkan kepada pengawas kalau terdapat tulisan yang kurang jelas atau ada yang rusak. 6. Dahulukan menjawab soal-soal Anda anggap mudah. 7. Kerjakan pada lembar jawaban yang disediakan dengan cara memberikan tanda silang (X) pada jawaban yang paling benar. 8. Apabila ada jawaban yang anggap salah, dan Annda ingin memperbaiknya, tidak diperbolehkan memakai tipe exatau penghapus, melainkan dengan cara seperti di bawah ini: Semula : A B C D E Dibetulkan : A B C D E 9. Untuk menjawab soal essai (uraian) peraikan dengan cara mencoret jawaban yang salah dengan dua garis dan menuliskan di atas jawabn yang diperbaiki. 10. Tidak diperkenankan menggunakan tabel, kalkulator atau alat bantu hitung lainnya SOAL PILIHAN GANDA 1. Kunci inggris sepanjang 50 cm digunakan untuk memutar sebuah baut dengan gaya F membentuk sudut seperti pada gambar. F = 80 N Baut 30 o Kunci inggris Besar momen gaya yang terjadi adalah sebesar... A. 160 3 N.m D. 20 Nm B. 160 N.m E. 16 Nm C. 40 3 N.m
2. Lima gaya bekerja pada bujur sangkar dengan sisi 10 cm seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Resultan momen gaya dengan poros di titik perpotongan diagonal bujursangkar adalah... A. 0,15 Nm. B. 0,25 Nm. C. 0,75 Nm. D. 1,15 Nm. E. 1,25 Nm 3. Perhatikan tabel data posisi benda-benda berikut! Benda A, B, dan C dihubungkan dengan batang ringan tak bermassa pada bidang x-y. Besar momen inersia sistem jika diputar pada poros sejajar sumbu y melalui benda A adalah... A. 11 2 kgm 2 D. 7,2 kgm 2 B. 13 kgm 2 E. 2,5 kgm 2 C. 12,5 kgm 2 4. Sebuah silinder pejal (I = 1 2 MR2 ) bermassa 8 kg menggelinding tanpa slip pada suatu bidang datar dengan kecepatan 15 m/s. Energi kinetik total silinder adalah... A. 1800 J D. 450 J B. 1350 J E. 225 J C. 900 J 5. Sebuah bola pejal ( I = 2 5 mr2 ) bergerak menggelinding tanpa tergelincir mendaki bidang miring kasar yang memiliki sudut elevasi (tan = 4/3). Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s 2 dan kecepatan awal benda itu 10 m/s, maka panjang lintasan bidang miring yang ditempuh bola sebelum berhenti adalah.. A. 8,75 m D. 11,75 m B. 9,75 m E. 12,75 m C. 10,75 m
6. Perhatikan gambar berikut ini!. Sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel. Besar gaya tegangan tali, agar batang berada dalam keseimbangan adalah... A. 3,0 N D. 26,7 N B. 15,0 N E. 37,5 N C. 25,0 N 7. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini: 1) Mengulang prosedur menentukan garis pada kertas karton dari titik gantung yang berbeda, dan menandai perpotongan dua garis sebagai titik berat kertas karton. 2) Mengikatkan ujung-ujung benang pada jarum dan beban dan menancapkan jarum pada kertas karton. 3) Menarik garis sepanjang titik-titik pada kertas karton. 4) Menandai titik sepanjang benang pada kertas karton 5) Menggantung kertas karton dengan memegang pangkal jarum. Untuk menentukan letak titik berat sebuah kertas karton yang tidak beraturan, di antara urutan langkah yang benar adalah... A. 1, 2, 3, 4, 5 D. 2, 5, 4, 3, 1 B. 3, 1, 5, 4, 2 E. 4, 3, 2, 1, 5 C. 5, 3, 1, 4, 2 8. Sistem pada gambar di samping berada dalam keadaan seimbang. Besar m1 = 60 kg dan koefisien gesekan statik antara m1 dan meja adalah 0,2. Massa m2 adalah.... A. 2 2 kg D. 4 2 kg B. 2 3 kg E. 4 3 kg C. 4 kg 9. Batang bersandar pada dinding licin dan bertumpu pada lantai kasar seperti gambar. Bila BC = 5 m, CA = 4 m, maka koefisien gesekan di titik B pada saat batang tepat akan bergeser adalah... A. 0,125 B. 0,250 C. 0,375 D. 0,500 E. 0,625
10. Perhatikan bangun datar 2 dimensi di bawah ini! Letak titik berat bangun tersebut adalah... A. (7 ; 7) cm B. (7 ; 8) cm C. (8 ; 7) cm D. (8 ; 8) cm E. (8 ; 9) cm 11. Gambar di bawah ini adalah gabungan dua potong papan segi empat dan segitiga sama kaki. Kedua papan ini terbuat dari bahan yang saina. Agar titik berat gabungannya persis pada titik P, maka panjang sisi a adalah... A. 2 cm B. 4 cm C. 6 cm D. 8 cm E. 10 cm 12. Sebuah logam panjang 1 m diberi beban massa 100 kg. Jika luas penampang logam 10 mm 2 dan modulus Young logam 2 x 10 10 Pa, maka pertambahan panjang logam yang terjadi adalah... (g = 10 m/s 2 ) A. 1 mm D. 4 mm B. 2 mm E. 5 mm C. 3 mm 13. Grafik di bawah ini menunjukan hubungan antara gaya F dan pertambahan panjang L. Urutan konstanta logam dari yang terkecil ke terbesar adalah... A. 1, 2 dan 3 D. 1, 3 dan 2 B. 3, 1 dan 2 E. 3, 2 dan 1 C. 2, 1 dan 3
14. Tiga buah pegas A, B, dan C adalah pegas yang identik. Jika salah satu pegas diberi beban 120 gram, ternyata pegas memanjang 0,2 cm. Kemudian ketiga pegas dirangkai seperti gambar disamping, maka konstanta total susunan pegas adalah... A. 200 N/m B. 400 N/m C. 600 N/m D. 1200 N/m E. 1800 N/m 15. Anak panah dikaitkan pada tali busur, kemudian ditarik ke belakang dengan gaya 20 N sehingga tali busur meregang pada jarak 20 cm. Gesekan udara diabaikan, massa anak panah 250 gram, maka kecepatan anak panah saat melesat dari busur adalah... A. 10 m/s D. 4 2 m/s B. 5 3 m/s E. 4 m/s C. 5 m/s 16. Sebuah pegas panjang 20 cm mempunyai konstanta 2400 N/m. Jika pegas dipotong menjadi 3 bagian dengan perbandingan panjang 2 : 3 : 5, kemudian disusun paralel, konstanta susunan pegas sekarang adalah... A. 4800 N/m D. 20000 N B. 8000 N/m E. 24800 N C. 12000 N/m 17. Suatu sistem rem hidrolik mobil memiliki luas pengisap rem dua kali luas pengisap masternya. Suatu ketika pengemudi mobil mengerem dengan memberikan gaya dengan menekan pedal dan diteruskan pada pengisap master sebesar 100 N. Tentukan gaya oleh pengisap rem pada keempat roda mobil tersebut? A. 100 N D. 800 N B. 200 N E. 1600 N C. 400 N 18. Sebuah bola terbuat dari logam yang mempunyai massa jenis 8,2 g/cm 3. Jika massa di udara 246 gram dan massa di air 212 gram, volume rongga bola tersebut adalah... (g = 10 m/s 2 ) A. 2 cm 3 D. 5 cm 3 B. 3 cm 3 E. 6 cm 3 C. 4 cm 3 19. Sepotong kayu dengan massa 2,06 kg ( = 500 kg/m 3 ) mengapung diatas air. Massa timbal minimum, yang digantung pada kayu agar sistem tepat melayang adalah... ( timbal = 11300 kg/m 3 ). A. 1,26 kg D. 2,26 kg B. 1,46 kg E. 2,36 kg C. 2,16 kg
20. Sebuah benda berbentuk balok dicelupkan dalam cairan A yang massa jenisnya 900 kg/m 3, ternyata 1/3 bagiannya muncul di atas permukaan. Berapa bagian dari balok tersebut yang muncul jika cairan diganti dengan cairan B yang massa jenisnya 1.200 kg/m 3? A. 1/4 bagian B. 4/9 bagian C. 1/2 bagian D. 5/9 bagian E. 3/4 bagian 21. Sebuah kapal evakuasi sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4500 kg yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran panjang 2 meter, lebar 1,5 meter, dan tinggi 1 meter. Massa jenis air laut saat itu 1025 kg/m 3 dan percepatan gravitasi 10 m/s 2, maka besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan adalah... A. 14250 N D. 45000 N B. 19250 N E. 50000 N C. 30750 N 22. Sebuah bak yang besar berisi air dan diberikan lubang yang sangat kecil berjarak 0,5 meter dari dasar, dan jarak mendatar keluarnya air berjarak 1 meter dari dasar bak, kecepatan keluarnya air adalah... (g = 10 m/s 2 ) A. 2 ms 1 D. 2 5 ms 1 B. 5 ms 1 E. 2 10 ms 1 C. 10 ms 1 23. Udara mengalir horizontal melalui sayap pesawat sehingga kecepatan udara di bagian bawah pesawat 30 m.s 1 dan bagian atas pesawat 40 m.s 1. Pesawat memiliki massa total 300 kg dan luas efektif sayap pesawat 60 m 2. Massa jenis udara 1,3 kg.m 3 dan percepatan gravitasi 10 m.s 2, maka resultan gaya pada pesawat adalah... (g = 10 m/s 2 ) A. 3.000 N D. 27.300 N B. 3.600 N E. 30.300 N C. 24.300 N 24. Sebuah pipa silindris lurus memiliki dua macam penampang. Diameter penampang kecil adalah setengah kali diameter penampang besar. Pipa diletakkan horizontal, dan air mengalir dari penampang besar ke penampang kecil dengan tekanan 2 x 10 5 N/m 2 dan kelajuan 3 m/s. Tekanan air pada penampang kecil adalah... A. 1,325 x 10 5 N/m 2 D. 2,750 x 10 5 N/m 2 B. 1,500 x 10 5 N/m 2 E. 3,000 x 10 5 N/m 2 C. 2,675 x 10 5 N/m 2
25. Perhatikan gambar alat penyemprot nyamuk pada gambar di bawah ini! Ketika batang pengisap M ditekan, udara dipaksa keluar dari tabung pompa dengan kecepatan v melalui lubang pada ujungnya. P menyatakan tekanan dan v menyatakan kecepatan alir cairan obat nyamuk maka pernyataan yang benar dari prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut adalah... A. P1 < P2 maka v1 < v2 D. P1 > P2 maka v1 > v2 B. P1 > P2 maka v1 < v2 E. P1 < P2 maka v1 > v2 C. P1 = P2 maka v1 = v2 26. Suatu pembangkit listrik tenaga air menggunakan turbin yang diputar oleh air dari bendungan yang jatuh dari ketinggian 90 m. Pembangkit listrik tersebut menghasilkan daya 9 MW. Jika efisiensi pembangkit 50%, maka debit air pada pembangkit tersebut adalah... A. 5 m 3 s -1 D. 100 m 3 s -1 B. 10 m 3 s -1 E. 1000 m 3 s -1 C. 20 m 3 s -1 27. Es bermassa M gram bersuhu 0 C, dimasukkan ke dalam air bermassa 360 gram suhu 20 C yang ditempatkan pada bejana khusus. Anggap bejana tidak menyerap/melepaskan kalor. Jika kalor lebur es = 80 kal/gram, kalor jenis air = 1 kal/g C, jika kesetimbangan termal dicapai pada suhu 10 C, maka massa es (M) adalah... A. 40 gram D. 80 gram B. 60 gram E. 170 gram C. 75 gram 28. Perhatikan gambar di bawah ini!. Gambar 1, 2 dan 3 di atas masing-masing merupakan contoh perpindahan kalor secara A. Konveksi Radiasi Konduksi B. Radiasi Konveksi C. Radiasi Konduksi Konveksi D. Radiasi Konveksi Konduksi E. Konduksi Radiasi Konveksi
29. Berikut data kalor jenis dari 4 zat padat: No. Zat Padat Kalor Jenis (J.kg -1. 0 C -1 ) 1 Aluminium 900 2 Tungsten 134 3 Tembaga 386 4 Perak 236 Keempat zat padat dengan massa yang sama diberi kalor juga dengan jumlah yang sama. Urutan zat yang mengalami kenaikan suhu dari tertinggi ke terendah adalah... A. Aluminium tembaga perak tungsten B. Tungsten aluminium tembaga perak C. Tungsten perak tembaga aluminium D. Perak aluminium tungsten tembaga E. Perak tembaga tungsten alumnium 30. Sebuah wadah yang volumenya 200 cm 3 terbuat dari logam ( = 6 x 10-6 / C) berisi penuh cairan ( = 2,18 x 10-4 / C). Jika sistem dipanaskan dari suhu 20 C menjadi 70 C, maka volume cairan yang tumpah adalah... A. 1 cm 3 D. 4 cm 3 B. 2 cm 3 E. 5 cm 3 C. 3 cm 3 31. Besarnya kalor yang mengalir per detik melalui suatu bahan logam: 1) Berbanding terbalik dengan perbedaan suhu antara kedua ujungnya. 2) Berbanding terbaik dengan luas penampang benda. 3) Bergantung pada jenis bahan logam. 4) Berbanding terbalik dengan panjang logam. Pernyataan di atas yang benar untuk meningkatkan laju perpindahan kalor secara konduksi adalah... A. 1 dan 2 D. 2 dan 4 B. 1 dan 3 E. 3 dan 4 C. 2 dan 3 32. Suatu gas mengalami proses isotermik, saat tekanan P, ternyata volumenya 2 V, jika tekanan dikurangi 60%, maka volume gas akan mengalami... A. berkurang 2 V D. bertambah 3 V B. tetap E. bertambah 2 V C. bertambah 5 V
33. Sebuah tabung berisi gas ideal. Menurut teori kinetik gas dan prinsip ekuipartisi energi 1. molekul gas mengalami perubahan momentum ketika bertumbukan dengan dinding tabung 2. energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya 3. energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan jumlah (banyaknya) derajat kebebasannya 4. pada saat bertumbukan dengan dinding tabung molekul gas tidak ada energi yang hilang Pernyataan yang tepat berkaitan dengan gas ideal adalah... A. 1, 2 dan 3 D. 4 saja B. 1 dan 3 E. Semua benar C. 2 dan 4 34. Perhatikan pernyataan berikut! 1) Jumlah partikel gas ditambah 2) Jumlah mol dikurangi 3) Suhu ditingkatkan 4) Volume ditambah Faktor yang dapat meningkatkan tekanan gas dalam suatu ruangan tertutup ditunjukkan oleh nomor... A. 1, 2, 3, dan 4 D. 2 dan 4 B. 1, 2, dan 3 E. 3 dan 4 C. 1 dan 3 35. Gas argon berada dalam ruangan tertutup saat suhunya berubah menjadi dua kali semula, maka kecepatan gerak partikel gas argon berubah menjadi... A. 1 2 B. 1 2 kali semula D. 2 kali semula kali semula E. 4 kali semula C. 2 kali semula
SOAL URAIAN 36. Sebuah batang massa m panjang l saat diputar tepat pada pusat massanya mempunyai momen inersia 12 kgm 2, Jika sumbu putarnya diubah seperti di bawah ini, maka momen inersia sistem adalah... 37. Tangga yang homogen beratnya 400 N bersandar pada dinding licin (lihat gambar), dinaiki orang yang beratnya 600 N. Sesaat sebelum tangga tergelincir orang sudah naik sejauh 6 m dari ujung tangga (A). Besarnya koefisien gesekan stalis antara tangga dengan lantai adalah... 38. Sebuah tabung dengan luas permukaan 10 cm 2 diisi 3 buah cairan minyak massa jenis 0,8 g/cm 3, air massa jenis 1 g/cm 3 dan larutan gula pekat massa jenis 1,2 g/cm 3. Jika volume ketiga cairan tersebut masing-masing berturut-turut 100 ml, 400 ml dan 500 ml. Tentukan tekanan hidrostatis total akibat ketiga cairan tersebut! 39. Logam P, Q, dan R berukuran sama. Konduktivitas P, Q, dan R berturut-turut adalah 4k, 2k, dan k ketiganya terhubung dengan suhu pada ujung-ujung terbuka seperti pada gambar berikut ini. Suhu pada sambungan logam P dengan Q (Tx) adalah... 40. Sebuah tangki diisi dengan gas ideal bermassa 10 kg pada tekanan 4 atm dan suhu 47 C. Tangki tersebut memiliki lubang kecil sehingga memungkinkan gas dapat lolos keluar. Ketika suhu 27 C dan tekanan gas 3 atm, berapakah massa gas yang lolos keluar dari tangki? ( 1 atm = 10 5 Pa)