PETUNJUK UMUM Pengerjaan Soal Tahap 1 Diponegoro Physics Competititon Tingkat SMP 1. Soal Olimpiade Sains bidang studi Fisika tahap 1 berupa Pilihan ganda sebanyak 50 soal 2. Pengerjaan soal diberi waktu 120 menit 3. Soal tersedia sesuai dengan naskah yang tersedia 4. Setiap jawaban benar diberi skor 4, dan jawaban salah skor 0 dan jika tidak ada jawaban dianggap jawaban salah. 5. Selama megerjakan soal tidak boleh menggunakan alat elektronik dan kalkulator 6. Jawaban ditulis pada lembar jawaban yang telah disediakan dan mengisi identitas peserta.. Selamat Mengerjakan Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 1
Soal Pilihan Ganda. Pilih salah satu jawaban yang paling tepat. 1. Bagaimanakah kita dapat mengukur atau memperkirakan suhu dari sebuah bintang secara mudah? A. Dengan termometer ketelitian tinggi dari Bumi. B. Pergi ke bintang tersebut dengan pesawat ruang angkasa sambil membawa termometer C. Dengan mengamati pergerakan bintang tersebut terhadap Bumi. D. Membandingkan warna atau cahaya yang dipancarkan oleh bintang tersebut 2. Massa jenis sebuah zat diberikan oleh persamaan = 0 VT, dengan 0 adalah massa jenis zat saat T = 0 C, adalah sebuah tetapan positif, V volume zat dan T suhu zat. Satuan yang tepat dari dalam SI adalah... A. kg. m 6 / C B. kg. m 6 /K C. kg. m 6.K D. kg. m 3 /K 3. Sebuah tabung yang berskala ml, diisi dengan air sehingga permukaan air tepat berimpit dengan angka 100 ml. Sebuah batu yang massa jenisnya 4,0 g/cm 3 dimasukkan ke dalam tabung, dan ternyata permukaan air sekarang berimpit dengan skala 112,5 ml. Massa batu tersebut sama dengan... A. 5,0 gram B. 25 gram C. 50 gram D. 75 gram 4. Anggaplah sebuah atom hidrogen berbentuk bola dengan jarijari 0,05 10 9 m dan massanya 1,67 10 27 kg. Pada inti atom hidrogen terdapat proton yang massanya dianggap sama dengan atom hidrogen, namun jarijari proton besarnya sekitar 1,5 10 15 m. Perbandingan massa jenis atom hidrogen dibanding massa jenis proton sekitar... A. 27 10 15 B. 9,0 10 15 C. 27 10 15 D. 9,0 10 15 5. Pada pengukuran menggunakan jangka sorong berikut memberikan hasil terbaik sebesar... A. 8,56 cm B. 8,57 cm C. 8,58 cm D. 8,59 cm Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 2
6. Anggaplah pada pengukuran di atas kesalahan pengukuran adalah ½ skala terkecil. Maka kesalahan pengukuran menggunakan jangka sorong di atas memberikan ralat absolut sebesar... A. 0,001 mm B. 0,005 mm C. 0,01 mm D. 0,05 mm 7. Sebuah kereta bergerak dengan kecepatan tetap ke barat sebesar 120 km/jam. Seorang penumpang yang diam di kereta, melihat seorang anak berlari dengan kecepatan 102 km/jam ke timur. Berapakah kecepatan anak tersebut terhadap tanah? A. 5 m/s ke barat B. 5 m/s ke timur C. 10 m/s ke barat D. 10 m/s ke timur 8. Sebuah helikopter bergerak ke timur dengan kelajuan 80 m/s. Tinggi helikopter terhadap tanah adalah 180 m. Sebuah bom kemudian dijatuhkan dari ketinggian tersebut. Dengan mengabaikan gesekan udara, kelajuan bom saat mencapai tanah menurut pilot helikopter adalah... A. 60 m/s B. 80 m/s C. 100 m/s D. 120 m/s 9. Grafik berikut menampilkan kecepatan seekor seekor semut sebagai fungsi waktu. Perpindahan semut sampai detik ke8 adalah... A. 2,0 m v(m/s) 6 B. 16 m C. 20 m 2 4 8 t(s) D. 28 m 10. Sebuah Roket ditembakkan vertikal ke atas dengan kelajuan awal 100 m/s. Bila gesekan diabaikan, waktu yang diperlukan roket kembali ke tanah dihitung dari mulamula adalah... A. 10 detik B. 20 detik C. 30 detik D. 40 detik 11. Seorang siswa berdiri di atas lantai sebuah elevator yang diam. Skala pada timbangan saat itu menunjukkan bahwa massa badannya 60 kg. Bila kemudian elevator dipercepat ke bawah sebesar 5 m/s 2, skala timbangan menunjuk angka... A. 30 kg B. 45 kg C. 60 kg D. 75 kg Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 3
12. Sebuah koin dilemparkan mendatar sepanjang lantai kasar dengan kelajuan 10 m/s dan berhenti setelah 5 detik kemudian. Jarak total yang ditempuh koin selama geraknya adalah... A. 2,5 m B. 5 m C. 20 m D. 25 m 13. Sebuah balok bermassa 2,0 kg mulamula diam di atas permukaan lantai datar yang kasar. Diketahui koefisien gesek statis dan kinetik masingmasing 0,4 dan 0,2. Bila balok kemudian didorong dengan gaya tetap horizontal sebesar 7,5 N dalam waktu 4 detik. Jarak yang ditempuh selama 4 detik pertama adalah... A. 0 B. 1,4 m C. 10 m D. 14 m 14. Sebuah balok bermassa m mulamula diam di permukaan lantai licin, kemudian ditarik dengan gaya tetap F yang arahnya ke atas membentuk sudut dengan horizontal. Besar kelajuannya saat balok menempuh jarak x adalah... A. B. C. D. 15. Seorang siswa dapat terapung di kolam, dan ternyata 75% badannya terendam di dalam air. Massa jenis orang tersebut adalah... A. 250 kg/m 3 B. 500 kg/m 3 C. 750 kg/m 3 D. 950 kg/m 3 16. Sebuah tabung U mulamula terisi dengan merkuri yang kerapatannya, 13,6 g/cm 3, dituangkan ke dalam tabung. Sejumlah fluida lain yang tak dikenal dituangkan ke salah satu lengan dan setelah tercapai kesetimbangan, panjang kolom fluida pada salah satu lengan adalah 40 cm. Di lain pihak, ketinggian merkuri di lengan lainnya adalah 3,8 cm. Berapakah kerapatan fluida itu dalam g/cm 3? A. 12,9 B. 10,0 C. 1,29 D. 1,0 17. Anggaplah kasus lumpur Lapindo dapat dianggap sebagai dua bejana berhubungan dengan penampang besar 4 m 2 dan penampang kecil 1 m 2. Kedalaman permukaan lumpur pada kedua bejana adalah 10 m. Diasumsikan massa jenis lumpur 1 g/cm 3. Bila ke dalam bejana kecil 10 m P Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 4
ditambahkan sebuah tekanan tibatiba sebesar P = 2 10 5 N/m 2, apa yang akan terjadi pada bejana besar? A. Lumpur akan naik setinggi 5 m B. Lumpur akan naik tepat setinggi 10 m C. Lumpur akan naik melampaui permukaan bejana sehingga ada yang tumpah kirakira sebanyak 4 10 4 kg D. Lumpur akan naik melampaui permukaan bejana sehingga ada yang tumpah kirakira sebanyak 8 10 4 kg 18. Sebuah gas ideal suhunya meningkat dari 27 C menjadi 127 C. Energi kinetik gas pada kondisi akhir sama dengan... A. tetap B. meningkat 1,3 kali mulamula C. meningkat 2 kali dari mulamula D. meningkat 3 kali dari mulamula 19. Anggaplah pada siang hari laju aliran panas dari luar rumah yang mengalir ke dalam rumah besarnya Q. Bila ketebalan dinding dinaikkan menjadi dua kali mulamula, sedangkan besaran lainnya tetap, maka laju panas sekarang menjadi... A. ½ Q B. Q C. 2 Q D. 3 Q 20. Seutas dawai senar gitar merambatkan sebuah gelombang dengan kelajuan v pada saat tegangannya T. Agar kelajuan gelombang pada senar menjadi 2v, maka tegangan senar harus diubah menjadi... A. ¼ T B. T C. 2T D. 4T 21. Suatu saat anda naik kendaraan dengan kelajuan tetap 72 km/jam ke timur. Di depan anda terlihat sebuah mobil ambulans dengan kecepatan yang sama sambil membunyikan sirene dengan frekuensi 100 Hz. Suatu saat sirine yang anda dengar ternyata berkurang menjadi 98 Hz. Bila cepat rambat gelombang bunyi saat itu adalah 300 m/s. Apa yang terjadi? A. Mobil ambulans menambah kecepatan menjadi 116 km/jam B. Mobil ambulans menambah kecepatan menjadi 96 km/jam, kecepatan mobil anda tetap C. Anda menambah kecepatan menjadi 96 km/jam, kecepatan mobil ambulans tetap D. Mobil ambulans mengurangi kecepatan menjadi 60 km/jam, kecepatan mobil anda tetap Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 5
22. Sebuah sumur diketahui mempunyai kedalaman 1,8 km. Sebuah teriakan dilakukan tepat di atas bibir sumur tersebut. Pantulan suaranya akan terdengar setelah... kemudian. A. 0,6 detik B. 6 detik C. 12 detik D. 18 detik 23. Dua buah gabus naik turun terombangambing di tengah Samudera. Jarak kedua gabus tersebut adalah 10 m. Suatu saat, salah satu gabus ada di puncak gelombang, dan yang lain di lembah gelombang. Di antara keduanya terdapat dua lembah gelombang. Panjang gelombang laut tersebut adalah... A. 0,4 m B. 2 m C. 4 m D. 8 m 24. Berapa banyak jumlah panas yang harus diambil dalam sebuah lemari es agar 1,5 kg air pada suhu 20 C menjadi es pada suhu 12 C? Diketahui panas jenis es adalah 2100 J/kg C, kalor lebur es 3,33 10 5 J/kg, dan panas jenis air 4200 J/kg C. A. 220 kj B. 330 kj C. 660 kj D. 1320 kj 25. Sebuah hairspray mengandung gas pada tekanan 202 kpa dan volume sebanyak 125 cm 3 serta pada suhu 22 C. Bila suhu gas naik mencapai 195 C, berapa tekanan di dalam kaleng sekarang? Anggap volume gas tetap. A. 32 kpa B. 120 kpa C. 320 kpa D. 3200 kpa 26. Gelombang elektromagnetik di udara merambat dengan kelajuan 3,0 10 5 km/s. Bila frekuensinya adalah 5,0 10 14 Hz, maka panjang gelombangnya sama dengan... A. 2,7 10 7 m B. 2,7 10 7 m C. 6,0 10 7 m D. 6,0 10 8 m 27. Dua buah cermin datar saling membentuk sudut 100. Seberkas cahaya dikenakan pada cermin membentuk sudut 30 dengan cermin pertama. Besarnya sudut pantul oleh cermin kedua adalah... A. 25 B. 35 C. 45 D. 55 35 Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 6
28. Seberkas cahaya merambat di dalam medium yang berindeks bias 1,5 dan setelah itu menuju medium kedua yang indeks biasnya 1,2 dengan sudut datang 60. Apa yang terjadi dengan berkas setelah ke luar dari medium pertama? A. Berkas akan dibiaskan mendekati garis normal B. Berkas akan dibiaskan menjauhi garis normal C. Berkas akan dibiaskan dengan sudut 90 D. Berkas akan dipantulkan. 29. Pada genangan air sabun sering terlihat warna pelangi. Hal ini disebabkan oleh proses... A. Polarisasi B. Dispersi C. Refraksi D. Difraksi 30. Sebuah benda ketika diletakkan pada jarak 10 cm dari sebuah lensa ternyata dihasilkan bayangan yang tegak dan diperbesar dua kali. Bila benda diletakkan pada jarak 20 cm dari lensa, maka... A. Dihasilkan bayangan terbalik dan sama besar B. Dihasilkan bayangan terbalik dan dua kali lebih besar C. Dihasilkan bayangan di jauh tak berhingga D. Dihasilkan bayangan terbalik dan diperkecil dua kali 31. Seorang anak sedang berdiri di depan cermin datar sejauh D. Bila dia bergeser menjauhi cermin sejauh ¼D dari posisi awal, maka jarak bayangan terhadap anak tersebut sekarang menjadi... A. 1½ D B. 2 D C. 2½ D D. 3½ D 32. Sebuah benda berada sejauh 2f dari lensa positif yang mempunyai jarak fokus f. Bila benda digeser menjauhi lensa, maka... A. Bayangan benda bersifat riil dan semakin kecil B. Bayangan benda bersifat maya dan semakin kecil C. Bayangan benda bersifat riil dan semakin besar D. Bayangan benda bersifat maya dan semakin besar. Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 7
33. Sebuah bola logam konduktor bermuatan listrik netral. Sebatang tongkat bermuatan positif di dekatkan ke bola sehingga terjadi induksi listrik seperti pada gambar. Bagaimana keadaan bola setelah tongkat dijauhkan kembali? A B C D 34. Mengapa pada saat mendung sering terjadi petir? A. Karena terjadi perbedaan potensial listrik yang cukup besar antara bumi dengan awan atau antara awan dengan awan yang lain. B. Karena tekanan yang cukup kuat pada molekulmolekul air yang hendak menjadi hujan. C. Karena terdapat perbedaan kerapatan molekul udara yang netral menjadi ionion berjumlah sangat besar. D. Karena terjadi perbedaan temperatur udara yang cukup besar antara bumi dengan awan sehingga dapat mengalirkan muatan listrik cukup besar. 35. Sebuah bola logam yang bermuatan netral, disentuhkan dengan sebuah batang kayu yang bermuatan positif. Selang setelah beberapa saat, kontak kayu dengan bola diputus. Bola A kemudian didekatkan dengan bola B yang bermuatan listrik positif, bagaimana gaya Coulomb yang terjadi? Bola logam netral sebelum terinduksi Bola logam terinduksi ketika sebatang tongkat bermuatan didekatkan A B A B A B A B A B C D 36. Tiga buah muatan terletak pada garis lurus seperti pada gambar. Bila besar masingmasing muatan adalah Q 1 = 4q, Q 2 = q, and Q 3 = q, maka besar dan arah gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q 3 adalah... Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 8
A. kq 2 /r 2 ke kiri B. kq 2 /r 2 ke kanan C. 3kq 2 /r 2 ke kiri D. 0 r Q 1 Q 2 Q 3 r 37. Seorang siswa mengukur empat buah hambatan dari bahan yang berbedabeda. Alat yang digunakan adalah sebuah voltmeter dan ampermeter. Dengan mengaliri arus listrik yang sama, dia mengukur tegangan pada hambatan dengan hasil disajikan pada tabel. Hambatan yang paling mendekati hukum Ohm adalah... a. A b. B c. C d. D 38. Dua buah penghantar terbuat dari bahan yang sama. Penghantar pertama panjangnya 2 kali penghantar kedua, namun diameter penampangnya ½ kali penampang penghantar kedua. Perbandingan resistansi penghantar pertama terhadap kedua adalah... a. 1:8 b. 1: 1 c. 4:1 d. 8:1 Arus terukur (ma) Tegangan hambatan (volt) A B C D 10 1 20 3 5 20 2 30 7 10 30 4 35 11 6 40 10 32 15 12 39. Tiga buah lampu yang sejenis masingmasing hambatannya 2 dipasang seperti pada rangkaian I 2 berikut. Susunan lampu itu kemudian dipasang pada I 1 GGL yang hambatan dalamnya nol. Bila arus I 1 = 6A, maka nilai sama dengan... I a. 3 V b. 6 V c. 9 V d. 12 V 40. Sebuah lampu dengan spesifikasi 60W/220V dipasang pada tegangan 110 V. Bila efisiensinya 100% dan lampu dipasang tiap hari selama 12 jam, berapa kwh yang dihasilkan oleh lampu itu tiap hari? a. 0,144 kwh b. 0,18 kwh c. 1,2 kwh d. 1,8 kwh 41. Sebuah kawat lurus dan sangat panjang mengalirkan arus listrik sebesar I. Titik A di sebelah kiri kawat sejauh R, dan titik B di sebelah kanan kawat sejauh 2R. Bila besar medan magnet A R I 2R B Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 9
di A dan B masingmasing B A dan B B, maka... A. B A = ½B B, arah B A masuk bidang gambar dan arah B B ke luar bidang gambar. B. B A = 2B B, arah B A masuk bidang gambar dan arah B B ke luar bidang gambar. C. B A = 2B B, arah B A ke luar bidang gambar dan arah B B masuk bidang gambar. D. B A = 4B B, arah B A ke luar bidang gambar dan arah B B masuk bidang gambar. 42. Dari soal di atas, melalui titik A, sebuah proton dengan muatan q bergerak ke atas sejajar kawat dengan kecepatan v. Berapa besar dan arah gaya Lorentz yang dialami oleh proton? A. F = 0 B. F = B A qv ke kiri C. F = B A qv ke bawah D. F = B A qv ke kanan 43. Tiga buah partikel Na, Cl dan H 2, ditembakkan secara bersamaan dengan kecepatan yang sama memasuki sebuah ruang berisi medan magnet homogen berarah masuk bidang gambar. Lintasan ketiga partikel ditunjukkan oleh gambar A, B, dan C. Dapat disimpulkan bahwa A, B, dan C berturutturut adalah... A A. Na, Cl dan H 2 B B. Cl,Na dan H 2 C. Cl, H 2, dan Na D. Na, H 2, dan Cl C 44. Manakah yang identik yang hampir sama dengan medan magnet batang? a. sebuah simpal listrik yang dialiri arus listrik. b. sebuah kumparan yang terdiri N lilitan dialiri arus listrik searah c. sebuah kawat lurus yang sangat panjang dan dialiri arus listrik d. beberapa buah kawat yang panjang dan dialiri arus listrik 45. Sebuah kumparan yang terdiri dari N lilitan kawat, dapat menghasilkan gaya gerak listrik, bila... a. Ke dalam kumparan dimasukkan magnet batang b. Lilitan kawat dialiri arus listrik searah c. Ke dalam kawat dimasukkan sebuah plastik d. Lilitan kawat dialiri arus bolakbalik Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 10
46. Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan primer terhadap sekunder 4:5. Bila efisiensi trafo adalah 75%, maka perbandingan arus primer terhadap arus sekunder adalah... a. 3:5 b. 4:5 c. 5:5 d. 5:3 47. Sebuah benda langit bergerak mengelilingi matahari M, dengan lintasan berbentuk elips. Posisi benda saat kelajuannya paling kecil adalah di titik... D M A a. A b. B c. C d. D C B 48. Sebuah satelit mengelilingi bumi dengan kelajuan tetap dengan lintasan berbentuk lingkaran dan periodenya T 0. Suatu saat periodenya bertambah menjadi 8 kali mulamula. Kemungkinan yang dapat disimpulkan saat itu adalah... A. Jarijari bidang edarnya berkurang menjadi ¼ kali mulamula B. Jarijari bidang edarnya bertambah menjadi ½ kali mulamula C. Jarijari bidang edarnya bertambah menjadi 2 kali mulamula D. Jarijari bidang edarnya bertambah menjadi 4 kali mulamula 49. Dua buah titik massa bermuatan identik mulamula jaraknya terpisah sejauh R satu sama lain dan terisolasi dari bendabenda sekitarnya. Bila jarak kedua benda ditambah sehingga jarak akhir menjadi ½R, maka... A. Gaya tarik menarik kedua titik massa bertambah menjadi 4 kali mulamula B. Gaya tolak menolak kedua titik massa bertambah menjadi 4 kali mulamula C. Gaya tarik menarik kedua titik massa berkurang menjadi 4 kali mulamula D. Gaya tolak menolak kedua titik massa berkurang menjadi 4 kali mulamula 50. Di kutub utara atau selatan, sering terjadi fenomena aurora borealis, yakni pada malam hari sering terlihat seperti tirai cahaya berwarna putih. Bagaimanakah fenomena itu bisa dijelaskan? a. Karena perbedaan suhu kutub dengan khatulistiwa sehingga ada aliran panas. b. Karena adanya angin matahari yang mengenai bumi Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 11
c. Karena perputaran bumi pada porosnya, mengakibatkan perubahan medan magnet bumi di sekitar kutubkutub bumi. d. Karena adanya interaksi partikel bermuatan dengan medan magnet bumi lebih rapat dekat kutub. Diponegoro Physisc Competition Tahap I Penyisihan 12