Pengukuran besaran fisika dan penggunaan angka penting (pembacaan jangka sorong/mikrometer sekrup)
SOAL LATIHAN
1. Sebuah silinder memiliki jari jari 2,8 cm dan tinggi 10 cm, volum silinder dengan aturan angka penting adalah A. 250 cm3 D. 244 cm3 3 B. 246 cm E. 240 cm3 3 C. 245 cm Jawab: A Perkalian atau pembagian angka penting hasilnya mengikuti faktor yang angka penting paling sedikit V = r2.h V = 3,14.(2,8)2.10 V = 3,14.(2,8)2.10 V = 246,176 = 246 = 250 cm3 (2 AP) 2. Hasil pengukuran diameter sebuah kelereng dengan menggunakan mikrometer sekrup ditunjukkan oleh gambar berikut,
Tentukan besar dari diameter kelereng tersebut! A. 4,78 mm D. 8,50 mm B. 5,28 mm E. 9,28 mm C. 5,70 mm Jawab: A cukup jelas 3. Untuk mengukur tebal sebuah balok kayu digunakan jangka sorong seperti pada gambar berikut. (UNAS 2008)
Tebal balok kayu adalah … A. 0,61 cm B. 0,62 cm C. 0,83 cm
D. 0,86 cm E. 0,88 cm
Jawab: D cukup jelas
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 1
4. Dari gambar posisi micrometer sekrup di bawah maka ukuran dari benda yang diukur adalah … 1 2
40
A. 4,40 cm B. 4,90 cm C. 4,40 mm Jawab: A cukup jelas
D. 4,90 mm E. 4,10 cm
Operasi vektor (penjumlahan/pengurangan vektor) SOAL LATIHAN
1. Perhatikan diagram vektor berikut ini!
Diagram vektor yang memenuhi persamaan : a – b = c adalah gambar nomor A. (I) D. (IV) B. (II) E. (V) C. (III) Jawab : C Cukup Jelas 2. Apabila setiap skala pada gambar di bawah ini = 2 N, maka resultan kedua gaya tersebut adalah....
A. 4 Newton B. 6 Newton C. 8 Newton
D. 10 Newton E. 12 Newton
Jawab : D R=
2
F1 F22 = (82 + 62) = 100 = 10 N
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 2
3. Resultan ketiga gaya pada gambar di bawah adalah
A. 125 N B. 100 N C. 75 N
D. 50 N E. 25N
Jawab : D R=
2
Fx Fy2
= ((F1 - F3 cos45o)2 + (F3 sin45o – F2 )2) R = ((502 - 150.½2)2 + (150.½2 – 502)2) R = ((-252)2 + (252)2) =(1250 + 1250) = 2500 = 50 N 4. Vektor F1 = 14 N dan F2 = 10 N diletakkan pada diagram Cartesius seperti pada gambar. Y (satuan vektor; j) F1
600
F2 X (satuan vektor; i)
Resultan [R] = F1 + F2 dinyatakan dengan vektor satuan adalah ... A. 7i + 10√3j D. 3i + 10j B. 7i + 10j E. 3i + 7j C. 3i + 7√3j Jawab : C Fx = (Fx2 - Fx1 ) = 10 – 14cos60o = 10 – 7 = 3 Fy = Fy1 = 14sin60o = 73 Vektor satuan = 3i + 73j
Gerak lurus dengan percepatan konstan (GLBB) SOAL LATIHAN
1. Grafik di bawah ini merupakan grafik GLBB, v menyatakan kecepatan, dan t menyatakan waktu.
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 3
Besar percepatan benda dari grafik tersebut adalah A. 50 ms–2 D. 5 ms–2 –2 B. 25 ms E. 2,5 ms–2 C. 10 ms–2 Jawab : B Δv (15 10) 5 = 25 m/s2 a Δt (0,6 0,4) 0,2 2. Seorang anak melempar batu dengan kecepatan awal 12,5 ms–1 dan sudut 30o terhadap horizontal. Jika percepatan gravitasi 10 ms–2, waktu yang diperlukan batu tersebut sampai ke tanah adalah A. 0,40 s D. 1,60 s B. 0,60 s E. 2,50 s C. 1,25 s Jawab : C 2 Vo Sin α 2 .12,5 Sin 30 toc = = 10 g = 1,25 s 3. Grafik di bawah menyatakan hubungan antara jarak (s) terhadap waktu (t) dari benda yang bergerak.
Bila s dalam m, dan t dalam sekon, maka kecepatan rata-rata benda adalah … A. 0,60 m s–1 D. 3,0 m s–1 –1 B. 1,67 m s E. 4,6 m s–1 –1 C. 2,50 m s Jawab : B Δs s s ( 5 ) ( 5) v t o Δt t1 t o 2 4 10 1,67 m/s 6 4. Informasi dari gerak sebuah mobil mulai dari bergerak sampai berhenti disajikan dengan grafik (vt) seperti gambar.
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 4
Jarak tempuh mobil dari t = 2 sekon hingga t = 5 sekon adalah A. 225 m D. 110 m B. 150 m E. 90 m C. 115 m Jawab : C Pada titik B-C Percepatan aBC =
v 50 30 = = 10 t 42
SBC = vB.t + ½ a t2 = 30.2 + ½.10.22 = 80 m Pada titik C-D v 20 50 Percepatan aCD = = = – 30 t 54 SBC = vC.t - ½ a t2 = 50.1 + ½.(-30).12 = 35m S total = 80 + 35 = 115 m Gerak melingkar dengan kelajuan konstan (GMB) SOAL LATIHAN
1. Perhatikan pernyataan berikut: 1) Berbanding lurus dengan percepatan sudut 2) Berbanding terbalik dengan jari-jari 3) Berbanding lurus dengan jari-jari 4) Berbanding lurus dengan pangkat dua kecepatan luncur Yang berlaku untuk percepatan tangensial pada gerakan lengkung adalah A. (1) dan (2) D. (3) dan (4) B. (1) dan (3) E. (4) saja C. (2) dan (4) Jawab : B Hubungan percepatan pada GMBB sebagai berikut:
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 5
Gambar : Percepatan Linier dan Anguler 2
aT asp a2 a r
dimana : aT = percepatan total (m.s-2) asp = percepatan sentripetall (m.s-2) a = percepatan tsngensial (m.s-2) = percepatan anguler (rad.s-2) 2. Seorang siswa memutar sebuah batu yang diikatkan pada ujung seutas tali. Batu diputar secara horizontal seperti gambar di bawah.
Jika laju berputarnya batu dijadi kan 2 kali semula, maka gaya sentripetalnya menjadi A. 6 kali semula D. 2 kali semula B. 5 kali semula E. 2 kali semula C. 4 kali semula Jawab : C Fsp m.a sp
v2 ; karena massa dan panjang tali tetap, maka Fsp v 2 R = v12 : v22 = v2 : (2v) 2 = v2 : 4v 2 =1:4
Fsp m .
F1 : F2 F : F2 F : F2 F : F2 F2 = 4F 3. Grafik yang menunjukkan hubungan antara percepatan sentripetal (asp) terhadap kecepatan linier (v) pada gerak melingkar beraturan …
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 6
Jawab : A
a sp .
v2 R
; a sp . R1 v 2
4. Dua roda berjari-jari R1 = 2 cm dan R2 = 10 cm bersinggungan dan keduanya berputar.
Kecepatan linear dan kecepatan sudut berturut-turut adalah .... A. v1 = v2 ; 1 = 2 D. v1 = v2 ; 1 = 5 2 B. v1 = v2 ; 2 = 5 1 E. v1 = 5 v2 ; 2 = 5 1 C. v1 = 5 v2 ; 1 = 5 2 Jawab : D v1 = v2 1 R1 = 2.R2 ω2 R ω 2 1 1 ; 2 ; ω1 5ω 2 ω1 R 2 ω1 10 5
Hukum Newton dan penerapannya pada benda SOAL LATIHAN
1. Perhatikan kasus gesekan di bawah ini 1) Gesekan antara roda dan porosnya 2) Gesekan antara pensil dan buku tulis 3) Gesekan antara piston dan silinder 4) Gesekan antara lantai dan sepatu Dari kasus di atas, gesekan yang bermanfaat (menguntungkan) adalah nomor … A. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1), (2), (3) dan (4) E. (4) saja C. (1) dan (3) Jawab : E Cukup jelas 2. Sewaktu berada di dalam lift yang diam, berat Sandi adalah 500 N. Percepatan gravitasi = 10 ms– 2 . Sewaktu lift dipercepat, tegangan tali menjadi 750 N. Dengan demikian percepatan lift adalah … A. 5,0 ms–2 D. 12,5 ms–2 –2 B. 7,5 ms E. 15,0 ms–2 C. 10,0 ms–2 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 7
Jawab : A N
a
W
Syarat lantai lift tidak jebol ; Gaya tekan kaki = gaya normal / tegangan tali ( untuk narik ke atas ) T – W = m.a 750 – 500 = 50.a a = 250/50 a = 5. m.s-2
3. Balok A (massa = 1 kg) dan B (massa = 2 kg) disusun seperti pada gambar (g = 10 ms–2 ). Bila koefisien gesekan lantai (μL) = 2 kali koefisien gesekan balok B, balok A tepat akan bergerak dengan percepatan 40 ms– 2.
Maka perbandingan gaya gesekan antara balok A dan lantai dengan balok A dan B adalah … A. 1 : 2 D. 5 : 3 B. 1 : 3 E. 3 : 1 C. 3 : 5 Jawab : E fA μ .N L A fB μB .NB fA 2μ .(WA WB ) B fB μB .WB fA 2.(10 20) f 3 ; A fB 20 fB 1 fA : fB = 3 : 1 4. Perhatikan gambar di bawah ini!
Jika massa balok 4 kg, dan antara balok dengan lantai tidak ada gesekan, maka balok tersebut dalam keadaan ... A. diam (tidak bergerak) B. bergerak lurus berubah beraturan arah kanan C. bergerak lurus berubah beraturan arah kiri D. bergerak lurus beraturan arah ke kanan E. bergerak lurus beraturan arah ke kiri Jawab : C KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 8
F = F2 – F3 – F1cos45o = 32 – 20 – 16,8 = – 4,8 N ke kiri Gaya gravitasi antar planet SOAL LATIHAN
1. Besarnya gaya gravitasi antara dua benda yang berinteraksi adalah A. sebanding dengan massa masing-masing benda B. sebanding dengan jarak kedua benda C. sebanding dengan kuadrat jarak kedua benda D. berbanding terbalik dengan jarak kedua benda E. berbanding terbalik dengan massa masing-masing benda M. m Jawab : A ; FG 2 r 2. Data fisis planet A, planet B, dan planet Bumi terhadap matahari terlihat seperti pada tabel! Planet A
Bumi
Planet B
Massa (M)
0,5 M
M
2,0 M
Jari-jari (R)
0,5 R
R
1,5 R
Period (T)
.........
1 tahun
...........
Perbandingan periode planet A dan B adalah 1 A. D. 1
9 E. 1 27
27
B. C.
1 3
1 3
Jawab : A
T A2 rA3 TA2 (0,5.R)3 1 3 ; Tb2 rb3 Tb2 R3 2
TA2 = Tb2.(0,5)3
3
TA2 1 TA2 (0,5R)3 1 ; TB2 3 TB2 (1,5R)3 3
Tb2 (0,5)3 1 TB2 3
3
3
TB2 = Tb2.(0,5)3./( 13 )3 T 2 (0,5)3 TA2 1 ; TA 2 b 3 1 3 2 TB Tb (0,5) /( 3 ) 27 TB
1 27
3. Dua benda yang massanya masing-masing m1 dan m2 mula-mula berjarak 5 cm. Kemudian jaraknya diubah menjadi 10 cm. Perbandingan gaya gravitasi kedua benda tersebut antara keadaan mula-mula dengan akhir adalah KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 9
A. 1 : 2 B. 2 : 1 C. 1 : 5
D. 1 : 4 E. 4 : 1
Jawab : D
MaMb 2 2 2 r1 F2 r2 = F2 r1 F1 r22 r2 F1 G MaMb r12 G
2
F2 5 25 1 F 10 100 4 4. Planet A dan B masing-masing berjarak rata-rata sebesar p dan q terhadap matahari. Planet A mengitari matahari dengan periode T. Jika p = 4q maka B mengitari matahari dengan periode A. T D. T 16
12
B. C.
T 10
E. T 4
T 8
Jawab : C q B
p M
A
p = 4q TA2 rA3 T 2 (4q)3 3 ; 4 2 3 2 3 Tb rb Tb q
T TB
2
2 3
2
;
T TB 8 Titik berat SOAL LATIHAN
1. Benda bidang homogen pada gambar di bawah ini mempunyai ukuran AB = BC = √13 cm.
Koordinat titik beratnya terhadap titik E adalah A. (1 ; 1,7) cm D. (2 ; 6,2) cm KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 10
B. (1 ; 3,6) cm C. (2 ; 3,8) cm
E. (3 ; 3,4) cm
1. Jawab : C
X0 = 2 A1 = 6 X 4 = 24 A2 = ½.4.((13)2 –(2)2) = 2.(3) = 6 Y .A Y2 .A 2 YO 1 1 A1 A 2 3.24 7.6 YO 3,8 24 6 2. Gambar di bawah menunjukkan sebuah karton berbentuk empat persegi panjang yang digantungkan pada sebuah paku di dititik O yang merupakan perpotongan diagonal-diagonalnya.
Karena ketebalan karton yang tidak sama (tidak homogen), maka titik-titik O, P, Q, R dan S merupakan kemungkinan-kemungkinan titik beratnva. Karton akan berada dalam keseimbangan stabil bila titik berat karton berada di titik O D. R A. P E. S B. Q Jawab : A 3. Koordinat titik bcrat bangun luasan seperti gambar di bawah adalah
A. (8, 8/17) B. (8, 12/7) C. (8, 18/7)
D. (8, 26/7) E. (8 , 30/7)
2. Jawab : D
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 11
X0 = 8
YO
Y1.A 1 Y2 .A 2 A1 A 2
2.64 6.48 26 64 48 7 Perhatikan gambar berikut ini!
YO
4.
Koordinat titik berat benda (2,3). Jika x1 = 2; y1 = 2, dan y2 = 8, maka x2 = A. 3 D. 6 B. 4 E. 7 C. 5 Jawab : D Y .A Y2 .A 2 YO 1 1 A1 A 2 4.16 1x 2 2 .2 3 16 x 2 2 .2 4.16 2x 2 4 3 16 2x 2 4 X2 = 6 Dinamika rotasi SOAL LATIHAN
1. Pada gambar di bawah, Z adalah titik berat batang AB yang massanya 10 kg.
Jika sistem dalam keadaan seimbang, maka massa beban C adalah A. 50 kg D. 10 kg B. 30 kg E. 4 kg C. 20 kg
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 12
1. Jawab : C W = TB ; A = 0 W = B WW.rW = TB.rB 500.2 = TB.5 1000 = 5 TB ; TB = 200 N TB = W c ; Mc = 20 Kg 2. Sebuah katrol cakram pejal massanya 8 kg dan berjarijari 10 cm pada tepinya dililitkan seutas tali yang ujungnya diikatkan beban 4 kg (g = 10 ms–2). Percepatan gerak turunnya beban adalah … A. 2,5 m ms–2 D. 20,0 ms–2 –2 B. 5,0 ms E. 33,3 ms–2 –2 C. 10,0 ms 2. Jawab : C = F.r = I. = ½mr2. ½mr2. = F.r ; ½mr. = F = 2F/(m.r) ; = 2.40/(8.0,1) = 80/0,8 = 100 a = .r = 100.0,1 = 10 m/s2 3. Seorang penari berputar, tangan terentang sepanjang 160 cm. Kemudian tangan dilipat menjadi 80 cm, sepanjang siku, jika kecepatan sudut putar dari penari itu tetap maka momentum liniernya ... A. Tetap D. menjadi 2 kali semula B. menjadi ½ kali semula E. menjadi 4 kali semula C. menjadi 3/4 kali semula 3. Jawab : B L1 = L2 ;
ω1.I1 = ω2.I2
v1 v .m.r12 = 2 .m.r22 r1 r2
v1.m.r1 =v2.m.r2 p1.r1 = p2.r2 ; p1.160 = p2.80 p2 = ½p1 4. Batang AB massa 2 kg diputar melalui titik A ternyata momen inersianya 8 kg.m2.
Bila diputar melalui titik pusat O(AO = OB), momen inersianya menjadi A. 2 kg m2 D. 12 kg m2 2 B. 4 kg m E. 16 kg m2 2 C. 8 kg m 5. Jawab : A Pada poros di A KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 13
I 13 m.l 2 8 13 .2.l 2 l 12 Pada poros di O I 121 m.l 2
I
1 12
.2.( 12 )2 2 Hubungan antara usaha dengan perubahan energi
SOAL LATIHAN
1. Sebuah benda massa 2 kg bergerak pada suatu permukaan licin dengan kecepatan 2 ms–1. Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 ms–1. Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut adalah … A. 4 joule D. 21 joule B. 9 joule E. 25 joule C. 15 joule 1. Jawab : D W = ∆Ek = ½m(v t2- vo2) W = ½.2.(52 – 22) W = 1.(21) W = 21 joule 2. Energi 4.900 joule digunakan untuk mengangkat vertikal benda bermassa 50 kg. Benda akan naik setinggi … (g = 9,8 m.s–2) A. 0,1 m D. 245 m B. 10 m E. 960 m C. 98 m 2. Jawab : B W = m.g.∆h 4900 = 50.9,8.∆h ∆h = 4900/490 = 10 m 3. Seorang anak menarik benda bermassa 2 kg dengan gaya 80 N dengan sepotong tali dan membentuk sudut 60o terhadap horizontal seperti gambar di bawah.
Usaha yang dilakukan anak tersebut untuk memindahkan benda sejauh 5 meter adalah … A. 40 joule D. 200 joule B. 80 joule E. 400 joule C. 120 joule 3. Jawab : D W = F.cos 60o. S W = 80.cos 60o. 5 = 200 J 4. Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi 60o dan kecepatan 40 m.s-1 seperti gambar. KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 14
Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi kinetik peluru pada titik tertinggi adalah .... A. 0 joule D. 12 joule B. 4 joule E. 24 joule C. 8√2 joule 4. Jawab : B
Pada titik maksimum di gerak parabola, komponen kecepatan pada sumbu y adalah 0 (syarat hmax), maka kecepatan benda hanyalah kecepatan pada sumbu x saja.
Komponen kecepatan pada sumbu x selalu tetap sepanjang gerak parabola, yaitu : vx = v0 cos α = 40.cos 600 = 20 m/s Maka Energi kinetik peluru di titik tertinggi adalah : EK = ½ mv2 = ½.0,02.202 = 4 joule Elastisitas dan penerapannya
SOAL LATIHAN
1. Empat buah pegas masing-masing dengan konstanta c disusun secara paralel. Konstanta pegas dari susunan ini menjadi … A. ¼ c D. 2c B. ½ c E. 3c C. c 1. Jawab : E kp = c + c + c + c = 4c 2. Sebuah partikel bergerak harmonik dengan amplitudo 13 cm dan periodenya 0,1 π sekon. Kecepatan partikel pada saat simpangannya 5 cm adalah … A. 2,4 ms–1 D. 24 ms–1 –1 B. 2,4 π ms E. 240 ms–1 2 –1 C. 2,4 π ms 2. Jawab : E y A.sin ω t
5 13.sin ωt 12 sinωt 135 ; cosωt 13 υ y ωAcosωt υy υy
2π Acosωc T
2π 12 .13. 240 0,1π 13
3. Hasil pengukuran dari lima jenis benda elastis didapatkan grafik seperti di bawah ini. KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 15
Maka tetapan elastisitas yang paling besar adalah nomor … A. (1) D. (4) B. (2) E. (5) C. (3) 3. Jawab : A Cukup Jelas 4. Grafik (F - X) menunjukkan hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas.
Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah A. 20 J D. 1,6 J B. 16 J E. 1,2 J C. 3,2 J 5. Jawab : D 1 E P F .x 2 EP
1 40.0,08 1,6 j 2
Hukum kekekalan energi mekanik
SOAL LATIHAN
1. Agar seluruh energi potensial air terjun berubah menjadi kalor dan perbedaan suhu air di atas dan di bawah air terjun 0,05 oC, maka tinggi air terjun haruslah … (g = 10 m s–2, cair = 4200 J kg–1 K–1) A. 21 m D. 40 m B. 25 m E. 42 m C. 30 m 1. Jawab : A W=Q mgh = m.c.∆t g.h = c.∆t 10h = 4200.0,05 h = 21 m KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 16
2. Sebuah benda yang massanya 1 kg dijatuhkan dari ketinggian 20 m. Besar energi kinetik benda pada saat berada 5 m dari tanah ialah ... (g = 10 m/s2) A. 50 J D. 200 J B. 100 J E. 250 J C. 150 J 2. Jawab : E Em A EmB Ek A Ep A Ek B EpB 0 mgh A Ek B mghB 0 1.10.20 Ek B 1.10.5 EkB = 200 – 50 = 250 joule 3. Seorang siswa menerjunkan diri dari papan kolam renang setinggi 8 m dari permukaan air tanpa kecepatan awal. Jika massa siswa 40 kg dan g = 10 m/s2 maka kecepatan siswa tersebut saat membentur permukaan air adalah ... A. 80 m/s D. 4√5 m/s B. 16 m/s E. 4√2 m/s C. 4√10 m/s 3. Jawab : C v 2gh v
2..10.8
v = 160 = 410 m/s 4. Benda bermassa 5 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Besar energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah ... (g = 10 m/s2) A. 200 J D. 350 J B. 250 J E. 400 J C. 300 J D. Jawab : B Em A EmB Ek A Ep A Ek B EpB 1 2
mv 2 mgh A Ek B EpB
1 2
5.10 2 0 0 EpB
250 EpB EpB 250 joule
Hukum kekekalan momentum
SOAL LATIHAN
1. Sebuah bola pada permainan softball bermassa 0,15 kg dilempar horizontal ke kanan dengan kelajuan 20 m/s. Setelah dipukul, bola bergerak ke kiri dengan kelajuan 20 m/s. Impuls yang diberikan oleh kayu pemukul pada bola adalah .... A. 3 Ns D. – 6 Ns KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 17
B. – 3 Ns E. nol C. 6 Ns D. Jawab : D I = m.(v’ – v ) I = 0,15.(-20 – 20 ) I = -6 Ns 2. Pada permainan bola kasti, bola bermassa 0,5 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 2 m.s-1. kemudian bola tersebut dipukul dengan gaya F berlawanan dengan gerak bola, sehingga kecepatan bola berubah menjadi 6 m.s-1. Bila bola bersentuhan dengan pemukul selama 0,01 sekon, maka perubahan momentumnya adalah … A. 8 kg.m.s-1 D. 4 kg.m.s-1 -1 B. 6 kg.m.s E. 2 kg.m.s-1 -1 C. 5 kg.m.s D. Jawab : E I = F.∆t I = ∆p ∆p = m.(v1 – vo ) ∆p = 0,5. (6 – 2 ) ∆p = 0,5.4 = 2 3. Sebuah mobil massanya 2 ton, mula-mula diam, kemudian bergerak selama 5 sekon hingga kecepatannya mencapai 10 m/s. Gaya dorong (penggerak) yang diperlukan mobil tersebut adalah … A. 500 N D. 4000 N B. 1000 N E. 8000 N C. 2000 N D. Jawab : D v v o 10 0 a t 2 t 5 F = m.a F = 2000.2 = 4000 N 4. Perhatikan gambar di bawah ini !
Kedua mobil setelah bertumbukan bergerak bersama dengan kecepatan 17,5 m/s, maka massa truk (M) adalah ... A. 500 kg D. 1250 kg B. 800 kg E. 1500 kg C. 1200 kg D. Jawab : E msvs + mtvt = (ms + mt )V’ 500.40 + M.10 = ( 500 + M ) 17,5 20000 + 10M = 8750 + 17,5M 20000 – 8750 = 17,5M – 10M 11250 = 7,5M M = 1500 Kg KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 18
Azas Black dan perpindahan kalor SOAL LATIHAN
1. Perbandingan jumlah energi yang dipancarkan tiap detik oleh benda hitam pada temperatur 3000 K dan 9000 K adalah … A. 1 : 243 D. 1 : 9 B. 1 : 81 E. 1 : 3 C. 1 : 27 1. Jawab : B
4
W1 eT1 W2 eT24 W1 T1 W2 T2
4
W1 300 W2 900
4
4
W1 1 1 W2 3 81 2. Batang A dan B mempunyai luas penampang dan panjang sama. Bila koefisien konduksi batang A = 1/4 kali koefisien konduksi batang B, kemudian keduanya dipanaskan pada salah satu ujungnya dan ternyata keduanya mengalami perubahan suhu yang sama. Maka perbandingan kelajuan hantaran kalor batang A dan batang B adalah … A. 1 : 4 D. 2 : 1 B. 1 : 2 E. 4 : 1 C. 1 : 1 2. Jawab : A
ΔTA HA A ΔT HB B k B. A B B ΔT 1 4 k.A HA 1 ΔT HB 4 k.A 3. Potongan alumunium bermassa 200 gram dengan suhu 20oC dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80oC. jira diketahui kalor jenis alumunium 0,22 kal/goC dan kalor jenis air 1 kal/goC, maka suhu akhir air dan alumunium mendekati … A. 200C D. 1000C 0 B. 42 C E. 2800C 0 C. 62 C k A. A A
3. Jawab : C KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 19
Qserap = Qalm = malm.calm.t = 200. 0,22.(t - 20) Qserap = 44(t – 20) = (44t – 880) kal Qtlepas = Qbj.alm + Qair = 0 + mair.cair.t Qtlepas = 100.1.(80 - t) Qtlepas = (8000 – 100t) kal Qserap = Qtlepas 44t - 880 = 8000 – 100t 144t = 8880 t = 8880/144 = 62oC 4. Dua batang logam A dan B berukuran sama masing-masing mempunyai koefisien konduksi 2k dan k.
Keduanya dihubungkan menjadi satu dan pada ujung-ujung yang bebas dikenakan suhu seperti pada gambar.
Suhu (t) pada sambungan logam A dan B adalah ... A. 80oC D. 150oC o B. 100 C E. 160oC o C. 120 C 5. Jawab : D ΔTA k A. A A HA A ΔTB HB k B. A B B (210 t) 2k . A 420 2t 1 (t 30) t 30 k.A t – 30 = 420 – 2t 3t = 450 t = 150oC
Penerapan azas Bernouli dalam fluida dan perpindahan kalor SOAL LATIHAN
1. Pipa besar luas penampangnya 5 cm2 ujungnya mempunyai kran luasnya 0,5 cm2. Kecepatan zat cair yang mengalir pada pipa yang besar 4 m/s. Dalam waktu 10 menit zat cair yang keluar dari kran adalah ... A. 0,02 m3 D. 1,2 m3 3 B. 2 m E. 12 m3 3 C. 0,12 m KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 20
1. Jawab : D A1 . V1 = A2 V2 5. 4 = 0,5 V2 V2 = 40 m s–1 Q
V t
V = t. Q = t.v2.A2 = 600.40.(0,00005) = 1.2 m3 2. Sebuah pipa dengan diameter 12 cm ujungnya menyem pit dengan diameter 8 cm. Jika kecepatan aliran di bagian pipa berdiameter besar adalah 10 cm/s, maka kecepatan aliran di ujung yang kecil adalah … A. 22,5 cm/s D. 0,44 cm/s B. 4,4 cm/s E. 0,225 cm/s C. 2,25 cm/s 2. Jawab : A AA . VA = AB VB dA2 . VA = dB2 . VB 122 . 10 = 82 . VB VB = 22,5 cm/s 3. Perhatikan peristiwa kebocoran tanki air pada lubang P dari ketinggian tertentu pada gambar berikut! (g = 10 m.s-2)
Air yang keluar dari lubang P akan jatuh ke tanah setelah waktu t = ... 1 A. D. 5 s 5 s 5 B. 1 5 s E. 2 5 s 4 C.
1 5 s 2
3. Jawab : A Kecepatan air mengalir pada lubang P v = 2gh = 2.10.1 = 20 m/s x 2 1 waktu sampai ke tanah ; t 5s v 5 20 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 21
4. Sebuah tangki airaa pada bagian bawahnya terdapat lubang hingga air memancar keluar membentuk sudut 60o seperti pada gambar.
Jika jarak pancarnya x = 80√3 cm, maka untuk g = 10 m/s 2, tinggi air (h) dalam tangki adalah ... A. 20 cm D. 128 cm B. 8√3 cm E. 160 cm C. 80 cm 5. Jawab : C 2 x = Vo Sin 2α g Vo2 803 = Sin 2.600 1000 800003 = V02 12 3 Vo2 = 160000 Vo2 = 2gh 160000 = 2.1000.h h = 80 cm
Persamaan umum gas ideal SOAL LATIHAN
1. Dari grafik P–V di bawah, besar usaha gas pada proses I dan II berbanding sebagai
A. 4 : 3 B. 3 : 4 C. 2 : 3
D. 1 : 2 E. 1 : 1
1. Jawab : E W = P. V W1 : W 2 = (P1. V1) : (P2. V2) W1 : W 2 = (15. 40) : (20. 30) W1 : W 2 = (600) : (600) W1 : W 2 = 1 : 1
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 22
2. Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27oC pada tekanan 1 atm (1 atm = 105 Pa) berada di dalam tabung. Jira konstanta gas umum R = 8,314 J m-1 K-1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 1023 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut hádala … A. 0,83 x 1023 partikel D. 0,22 x 1023 partikel B. 0,72 x 1023 partikel E. 0,12 x 1023 partikel 23 C. 0,42 x 10 partikel 2. Jawab : B Dengan rumus gas ideal : P.V = n.R.T 105 . 3. 10–3 = n.8,314.(27 + 273) Suhu harus dalam satuan Kelvin N 3 .102 .8,314 . 300 NA NA = 6,02 x 1023 partikel 6,02 x 1023 = 0,72.1023 partikel N 8,314 3. Rapat massa suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas tersebut dijadikan 1,5 P dan suhunya diturunkan menjadi 0,3 T, maka rapat massa gas dalam keadaan terakhir ini adalah … A. 0,3 ρ D. 5 ρ B. 0,7 ρ E. 7 ρ C. 3 ρ 3. Jawab : D p.V = n R T
p.V = m R T Mr
ρ
m p.Mr p ρ V RT T
' p ' T 1,5 1 . . 5 p T' 1 0,3 ’ = 5 4. Dua tabung diisi dengan gas berbeda tetapi kteduanya berada pada suhu yang sama. Diketahui MA dan MB adalah berat molekul kedua gas itu. Dengan demikian besar momentum rata-rata molekul kedua gas yaitu pA dan pB akan berkaitan satu sama lain menurut rumus... M A. p A pB D. p A B pB MA B. p A
MA pB MB
C. p A
MA pB MB
E. p A
MB pB MA
4. Jawab : B 1 (mv) 2 p2 Ek mv 2 2 2m 2m Energi kinetik rata-rata satu partikel adalah ; KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 23
3 p2 3 kT atau kT 2 2m 2 Sehingga : p 3mkT Karena suku konstan dan massa sebanding dengan berat molekul, maka p = M PA MA MA PA PB PB MB MB Ek
Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas SOAL LATIHAN
2N Ek ; 3V [P = tekanan (Pa); N = jumlah molekul (partikel) gas; V = volume gas; dan Ek = energi kinetik ratarata molekul (J)]. Berdasarkan persamaan ini, pernyataan yang benar adalah ... A. Tekanan gas terhadap dinding bergantung pada energi kinetik rata-rata molekul B. Energi kinetik gasa bergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding C. Suhu gas dalam tabung akan berubah jika tekanan gas berubah D. Jika jumlah molekul gas berkurang maka volume energi kinetik molekul akan berkurang E. Jika volume gas bertambah maka tekanan gas akan berkurang
1. Tekanan gas ideal dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan sebagai P
1. Jawab : E
2. Sejumlah gas dalam ruang tertutup dengan suhu 27OC. Agar energi kinetik partikel gas dalam ruang tersebut menjadi tiga kali semula, maka suhu gas harus dinaikkan menjadi .... A. 108 °C D. 927°C B. 327°C E. 1.200 °C C. 627°C 2. Jawab : C
2 2 . k . T atau T = . Ek 3 3k 2 2 T1 : T2 = . Ek1 : . Ek2 3k 3k 2 2 300 : T2 = . Ek1 : . 3Ek1 3k 3k
Ek =
300 : T2 = 1 : 3 T2 = 900 K = 627oC
3. Suatu gas ideal dalam ruang tertutup suhunya 37°C. Energi kinetik partikelnya Eko. Apabila energi kinetiknya dijadikan 2 EKo, maka suhu gas menjadi .... A. 37°C D. 347°C B. 64°C E. 620 °C C. 310°C
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 24
3. Jawab : D
2 2 . k . T atau T = . Ek 3 3k 2 2 T1 : T2 = . Ek1 : . Ek2 3k 3k 2 2 310 : T2 = . Ek1 : . 2Ek1 3k 3k
Ek =
310 : T2 = 1 : 2 T2 = 620 K = 347oC
4. Jika gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumnya menjadi setengahnya, maka .... A. tekanan dan suhunya tetap B. tekanan menjadi dua kalinya dan suhunya tetap C. tekanannya tetap dan suhunya menjadi dua kalinya D. tekanan dan suhu menjadi dua kalinya E. tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya 4. Jawab : B
Usaha dalam proses termodinamika pada mesin kalor (Carnot) SOAL LATIHAN
1. Perhatikan gambar berikut!
Bila efisiensi mesin = b, maka nilai T2 adalah … A. T2 = a (1 + b)0K B. T2 = a (1 – b)0K C. T2 =
a 0 K 1 b a 0 E. T2 = K 1 b
D. T2 =
1 b 0 K a
1. Jawab : B KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 25
= (1 -
T2 ) 100% T1
T2 ) a T 1-b = 2 a b = (1 -
T2 = a(1 – b)
2. Diantara pernyataan yang berkaitan dengan proses termodinamika berikut: 1) Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha 2) Pada proses isobarik, gas tidak melakukan/menerima usaha 3) Pada proses isotermik, energi dalam gas berubah 4) Pada proses adiabatik, gas selalu memperoleh usaha Yang benar adalah … A. (1) dan (2) D. (2), (3) dan (4) B. (1), (2) dan (3) E. (3) dan (4) C. (1) dan (4) 2. Jawab : E Pernyataan yang sesuai dengan proses termodinamika adalah ; (3) Pada proses isotermik, energi dalam gas berubah (4) Pada proses adiabatik, gas selalu memperoleh usaha Pada proses adiabatik, gas tidak melakukan usaha, melainkan juga dapat dilakukan usaha (usaha negatif) Pada proses isotermik, energi dalam gas nol 3. Sebuah mesin menyerap panas sebesar 2.000 Joule dari suatu reservoir suhu tinggi dan membuangnya sebesar 1.200 Joule pada reservoir suhu rendah. Efisiensi mesin itu adalah .... A. 80 % D. 50 % B. 75 % E. 40 % C. 60 % 3. Jawab : E Q η 1 2 x 100% Q1 1200 4 η 1 x100% x100% 2000 10 = 40% 4. Grafik P – V dari sebuah mesin Carnot terlihat seperti gambar berikut!
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 26
Jika mesin menyerap kalor 800 J, maka usaha yang dilakukan adalah ... A. 105,5 J D. 466,7 J B. 252,6 J E. 636,7 J C. 336,6 J 4. Jawab : D =
Q Q2 Q w 1 (1 2 ) 100% Q1 Q1 Q1
= (1 -
T2 ) 100% T1
Maka : w T (1 2 ) Q1 T1 w 250 (1 ) 800 600
7 . 800 = 466.7 J 12
W=
Alat optik (mikroskop/teropong) SOAL LATIHAN
1. Jarak fokus lensa objektif dan lensa okuler sebuah mikroskop masing-masing 2 cm dan 5 cm digunakan untuk mengamati benda kecil yang terletak 25 cm dari lensa objektif. Jika pengamat bermata normal berakomodasi maksimum, maka perbesaran yang dihasilkan mikroskop hádala … A. 20 kali D. 50 kali B. 24 kali E. 54 kali C. 25 kali 1. Jawab : A Jarak obyek So’ = 25 mm = 2,5 cm 1 1 1 1 1 1 ; s ob s ob ' fob 2,5 s ob ' 2 1 1 1 s ob ' 2 2,5 1 1 ; sob’ = 10 cm sob ' 10
M
S 'ob Sn x S ob fok
M
10 25 x = 4 x 5 = 20 kali 2,5 5
2. Amatilah diagram pembentukan bayangan oleh mikroskop di bawah ini: KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 27
Jika berkas yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar, berarti jarak antara lensa objektif dan okuler hádala …(UNAS-08) A. 8 cm D. 30 cm B. 17 cm E. 39 cm C. 22 cm 2. Jawab : D 1 1 1 ; 1 1 1 sob sob ' fob 2,5 sob ' 2 1 1 1 1 0,5 ; sob ' 2 2,5 s ob ' 5 ’ sob = 10 cm d S1ob f ok d = 22 + 8 ; d = 30 cm 3. Sebuah teropong dengan jarak lokus lensa obyektif 80 cm dan lensa okuler 100 mm digunakan untuk mengamati benda angkasa. Perbesaran anguler yang dihasilkan dari pengamatan tersebut adalah .... A. 800 kali D. 9 kali B. 80 kali E. 8 kali C. 12,5 kali 3. Jawab : E S f OK f M OB . n f OK Sn S’OB = fOB dan SOK = fOK maka f 80 =8 kali M OB ; M 10 fOK 4. Sifat dan kedudukan bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif sebuah teropong bintang adalah .... A. nyata, terbalik, dan tepat di fokus lensa objektif B. nyata, tegak, dan tepat di fokus lensa okuler C. nyata, tegak, dan tepat di fokus objektif D. maya, terbalik, dan tepat di fokus lensa okuler E. maya, terbalik, dan tepat di fokus lensa objektif 5. Jawab : A Cukup jelas
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 28
Spektrum gelombang elekromagnetik SOAL LATIHAN
1. Yang merupakan sifat gelombang elektromagnetik adalah …. A. perambatannya memerlukan medium B. dapat dibelokkan dalam medan magnet maupun medan listrik C. dapat didfraksikan tetapi tidak dapat dipolarisasikan D. dapat dipolarisasikan tetapi tidak dapat mengalami interferensi E. dapat mengalami polarisasi Jawab : E 2. Salah satu kegunaan dari gelombang elektromagnetik (GEM) adalah memotret tulang dalam organ makhluk hidup. Urutan yang benar spektrum GEM dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi adalah
A. B. C. D. E.
gelombang radio - cahaya tampak - sinar X gelombang radio - sinar gamma - sinar X cahaya tampak - sinar gamma - sinar X sinar X - sinar gamma - cahaya tampak gelombang radio - sinar X - cahaya tampak
Jawab : A 3. Frekuensi cahaya tampak 6 × 1014 Hz. Jika h = 6,625 × 10-34 Js, maka besar energi fotonnya adalah …. joule A. A. 1,975 × 10-17 D. 4,975 × 10–19 -18 B. B. 2,975 × 10 E. 5,975 × 10–19 C. C. 3,975 × 10-19 4. Jawab : C E = h.f = 6,625x10-34 . 6x1014 = 3,975x10-19 J 5. Kedalaman laut diukur dengan mengirimkan gelombang mikro sampai ke dasar laut. Jika kecepatan gelombang mikro 3 x 108 m/s dan ternyata pulsa pantul muncul setelah 4 mikrosekon, maka kedalaman laut tersebut adalah .... A. 400 m D. 1000 m B. 600 m E. 1200 m C. 800 m 6. Jawab : B v. t 3x108. 4x106 h 6 x102 2 2 = 600 m KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 29
Persamaan gelombang berjalan SOAL LATIHAN
1. Suatu gelombang berjalan mulai titik A dan B yang berjarak 8 cm dalam arah dari A ke B. Pada saat t= 0, simpangan gelombang di A adalah 0. Jika panjang gelombangnya 36 cm dan 4π amplitudonya 6 cm, maka simpangan titik B pada saat fase titik A = 3 adalah… cm. A. 3 D. 4 B. 3 2 E. 6 C. 3 3 1. Jawab : C
4 3
y A sin
;
y 6 sin
y 6 sin 240 o y = 33
;
y 6. 12 3
2. Kamu dengan temanmu memegang ujung-ujung seutas tali arah mendatar. Kamu getarkan tali arah vertikal sementara temanmu ujung tali lainya dibiarkan tetap diam. Nampak gelombang merambat dari kamu menuju temanmu. Jika persamaan simpangan titik-titik pada tali setiap saat x : Y(t) = 2 sin ( 20 t – ); x dalam meter, y dalam cm dan t dalam sekon, Amplitudo dan 25 kecepatan rambat gelombang itu adalah.... A. 2 cm ; 3 m/s D. 3 cm ; 15 m/s B. 2 cm ; 5 m/s E. 3 cm ; 50 m/s C. 2 cm ; 15 m/s 2. Jawab : B Y(t) = 2 sin ( 20 t -
x ) 25
Y(t) = 2 sin 2 ( 10 t - x ) 50 Dari persamaan gelombang ;
t x y A sin 2 ( ) T t 1 10t T s f = 10 Hz T 10
x
x 50 cm 50
Diperoleh Amplitudo = 2 cm kecepatan rambat gelombang : v . f = 0,5.10 = 5 m/s 3. Gelombang merambat dari A ke B dengan periode 0,2 detik, cepat rambat 2,5 m/s. Jika jarak AB = 0,3 m, maka beda fase antara titik A dan B adalah … KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 30
A. 2/5 B. 3/5 C. 2/3
D. 3/4 E. 4/5
3. Jawab : B Panjang gelombang = v.T = 2,5 x 0,2 = 0,5 m beda fase : x x x 0,3 1 2 2 1 = = 3/5 0,5 4. Sebuah gelombang berjalan transversal pada tali dengan persamaan : y = 4 sin (10t – 4x) y dan x dalam cm dan t dalam detik, maka kecepatan rambat gelombang tersebut adalah … A. 2,5 cm/s D. 5,0 cm/s B. 2,5 cm/s E. 10 cm/s C. 5,0 cm/s D. Jawab : A Sebuah gelombang ; y = 4 sin (10t–4x) Dari persamaan gelombang ; t x y A sin 2 ( ) atau T t x y A sin(2 2 ) T Diperoleh ;
2t 10t T = /5 s T 2x 4 x = /2 m
Cepat rambat gelombang ; v
T
/2 5 2,5 m / s /5 2
Interferensi dan difraksi cahaya SOAL LATIHAN
1. Seberkas sinar monokromatik dengan panjang gelombang 5 x 10-7 m datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum orde ke dua membuat sudut 300 dengan garis normal pada kisi, maka jumlah garis per cm kisi adalah …. A. 2 x 103 D. 2 x 104 3 B. 4 x 10 E. 5 x 104 3 C. 5 x 10 1. Jawab : C
d.sinθ .nλ ; d
n.λ sinθ
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 31
2 . 5x107 sin30o d = 2 x 10-6 m = 2 x 10-4 cm 1 1 jumlah garis = = d 2 x10 4 = 5 x 103 garis 2. Pada diagram interferensi celah ganda seperti pada gambar, jarak kedua celah d, jarak antara celah ke layar adalah L. Apabila panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah , maka jarak antara 2 titik terang berurutan (p) adalah …. d
A. B. C.
λL 2d λd 2L
D. λd L λL E. d
dL 2λ
2. Jawab : E
. p.d 1 ( 2k ) p 2 d
3. Pada percobaan yang digunakan 2 celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama ke terang pusat 1,5 mm. Maka gelombang cahaya adalah .... A. 4,5.10-7 m D. 4,5.10-4 m -6 B. 4,5.10 m E. 4,5.10-3 m -5 C. 4,5.10 m 3. Jawab : A
dp 1 (2k ) 2
dp k .
(3x10-4.1,5x10-3) / 1 = 1. = 4,5 x 10-7 m 4. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika kedua celah 0,24 mm maka jarak dua pita terang yang berdekatan adalah .... A. 4,0 mm D. 9,0 mm B. 6,0 mm E. 9,6 mm C. 8,0 mm D. Jawab : D Dengan rumus interferensi celah ganda Young :
ym
.L d
; (ym = Jarak antara 2 garis terang atau 2 garis gelap yang berdekatan, L = Jarak dari
celah ke layar, d = jarak kedua celah, λ = panjang gelombang monokromatik yang digunakan)
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 32
ym
640 x 109.1,5 = 4.10-3 m = 4 mm 0,24 x 102
Intensitas dan taraf intesitas bunyi SOAL LATIHAN
1. Intensitas bunyi pada jarak 2 meter dari sumber bunyi adalah I. Maka intensitas bunyi pada jarak 3 meter dari sumber bunyi tersebut adalah …. A. 9 I D. 2 I 4
B.
3 I 2
C. 8 I
3
E. 4 I 9
9
1. Jawab : A 2
I A rA I 22 4 9 2 ; 2 IB = I 4 I B rB IB 3 9 2. Jarak seorang pengamat A ke sumber gempa dua kali jarak pengamat B ke sumber gempa. Apabila intensitas gempa di pengamat B 6,2 x 104 W.m-2, berarti intensitas gempa di A sebesar .... A. 2,05 x 104 W.m-2 D. 1,64 x 104 W.m-2 4 -2 B. 4,10 x 10 W.m E. 2,00 x 104 W.m-2 C. 8,20 x 104 W.m-2 2. Jawab : A Besarnya intensitas selalu berbanding terbalik secara kuadrat dengan jaraknya terhadap sumber, atau : IA.rA2 = IBrB2 IA. (2.rB)2 = 8,2 x 104.rB2 IA = 2,05 x 104 W.m-2 3. Taraf intensitas mesin jahit sedang bekerja 30 dB. Jika ada 10 mesin jahit sejenis sedang bekerja bersama-sama, maka taraf intensitasnya adalah …. A. 300 dB D. 40 dB B. 90 dB E. 30 dB C. 80 dB 3. Jawab : D Maka TI(n) = TI(I) + 10 log n = 30 + 10 log 10 = 30 + 10 n = 40 Db
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 33
4. Taraf intensitas bunyi (TI) pada suatu jendela terbuka yang luasnya 1 m² adalah 60 db. Jika harga ambang bunyi 10-16 watt/cm², maka daya akustik yang masuk melalui jendela tersebut adalah .... A. 10-16W D. 10-6W -12 B. 10 W E. 10-4W C. 10-10W 4. Jawab : D TI = 10 log I
Io
60 = 10 log
I Io
I = 106 Io
I = 106.Io = 106.10-12 = 10-6 watt/m2
I
P PI.A A
P = 10-6. 1 = 10-6 watt Efek doppler SOAL LATIHAN
1. Sebuah mobil pemadam kebakaran bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 720 Hz. Seorang yang berdiri agak jauh di depan mobil mendengar bunyi sirine mobil kebakaran itu sehingga ia berdiri diam dipinggir jalan. Jika kecepatan bunyi diudara 340 m/s. Maka frekuensi sirine mobil itu akan terdengar oleh orang itu.... A. 600 Hz D. 900 Hz B. 640 Hz E. 940 Hz C. 680 Hz 1. Jawab : C
v vp
fp
v vs
fs
340 0 340 720 720 680Hz 340 20 360 Efek Doppler yang pertama, bunyi berjalan dari anak ke mobil : vB v S fP . fS vB vP fp
1
1
1
1
fP1
340 0 . 490 340 v P1
Efek Doppler yang kedua, bunyi berjalan dari mobil (karena dipantulkan) ke anak : v B v S2 fP2 . fS2 v B v P2 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 34
340 v M . fS2 340 0 Karena fS2 = fP1, maka persamaan di atas menjadi : 340 v M 340 0 500 . . 490 340 0 340 v M Jika persamaan tersebut dikerjakan, maka akan dihasilkan vM = 3,4 m/s 500
2. Seorang anak yang berdiri diam meniup peluit pada frekuensi 490 Hz ke arah mobil yang sedang bergerak mendekati anak tersebut seperti pada gambar.
Pelayangan yang terdengar antara gelombang langsung dan gelombang yang dipantulkan mobil adalah 10 Hz. Jika kecepatan bunyi diudara 340 m.s-1, maka kecepatan mobil adalah .... (UN2008) A. 6,9 m.s-1 D. 3,8 m.s-1 -1 B. 5,8 m.s E. 3,4 m.s-1 -1 C. 4,4 m.s 2. Jawab : C v vp fp fs v vs 380 0 380 fp 400 400 380Hz 380 20 400 3. Suatu sumber bunyi bergerak relatif terhadap pendengar yang diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 325 ms-1 dan kecepatan sumber bunyi 25 m s-1 maka perbandingan frekuensi yang diterima pendengar itu benda saat sumber bunyi mendekati dan menjauhi adalah ...... A. 5 : 6 D. 6 : 5 B. 6 : 7 E. 5 : 4 C. 7 : 6 3. Jawab : B Cukup jelas v vp fp fs v vs 4. Jika sumber bunyi bergerak dengan kecepatan v mendekati pendengar yang diam, dibanding dengan sumber bunyi diam, dan pendengar mendekati sumber bunyi dengan kecepatan yang sama, maka terdengar bunyi : A. yang sama tingginya B. yang pertama lebih tinggi daripada yang kedua C. yang pertama lebih rendah daripada yang kedua D. yang pertama makin keras, yang kedua makin lemah E. yang pertama makin lemah, yang kedua makin keras KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 35
Hukum Coulomb dan medan listrik
SOAL LATIHAN
1. Dua buah muatan listrik berjarak a satu sama lain, timbul gaya Coulomb sebesar F. Jika jarak antar muatan dijadikan 2 kali semula, maka gaya Coulomb menjadi … A. ¼ F D. 2F B. ½ F E. 4F C. F 1. Jawab : C q q F k 12 2 r q q k 122 F1 r1 q q F2 k 12 2 r2
r22 (2r1 )2 4 2 r12 r1 1
F2 = ¼ F1
2. Dua benda bermuatan +q1 dan +q2 berjarak r satu sama lain. Bila jarak r diubah-ubah, maka grafik yang menyatakan hubungan gaya interaksi kedua muatan F dengan r ialah … F F D A
r B
F
r E
r C
F
r
F
r 2. Jawab : B
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 36
F k
q1q 2 1 F 2 r2 r
3. Kuat medan listrik di suatu titik sejauh r dari muatan listrik q akan diperbesar menjadi 125 kali semula, ini dapat dilakukan dengan cara … A. memperbesar muatan menjadi 5 kali dan jarak 25 kali B. memperkecil jarak menjadi 1/5 kali dan muatan 25 kali C. memperkecil jarak menjadi 1/125 kali dan muatan 5 kali D. memperbesar jarak menjadi 125 kali E. memperbesar muatan menjadi 5 kali dan jarak 1/5 kali 3. Jawab : A q EP = k. A2 rA Jika EP menjadi 125 semula maka,
qA harus senilai 125 semula 2 rA
4. Dua muatan segaris sebesar q1 = 16 C dan q2 = –9 C berada pada jarak 0,6 m satu sama lain. Dimanakah letak titik yang kuat medan listriknya nol .... A. 1,8 m dari q2 D. 3,0 m dari q1 B. 2,4 m dari q2 E. 3,2 m dari q2 C. 2,8 m dari q1 D. Jawab : D EPA = EPB
qB qA = k. 2 2 rB rA 9 16 = 2 (60 rA ) 2 rA
k.
(60 rA ) 2 rA
2
=
9 16
3 (60 rA ) = 4 rA 240 + 4 rA = 3rA 240 = -1rA rA = 240 cm atau rB = 300 cm Kapasitor keping sejajar
SOAL LATIHAN
1. Sebuah kapasitor tertentu diberi muatan dengan potensial 100 volt. Bila potensialnya diturunkan menjadi 90 volt, maka energi yang tersimpan dalam kapasitor akan turun sebesar…. A. 0% D. 19% KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 37
B. 5% C. 10%
E. 21%
1. Jawab : D
2W V2 Karena capasotor yang sama maka, 2W1 2W2 2 2 V1 V2 W 21 CV 2 ; C
2
V W2 2 W1 V1 2
90 W2 W1 0,81 W1 100 W2 = 81%W 1 Jadi turun = (100-81) = 19%
2. Tiga buah kapasitor yang kapasitasnya sama besar, yaitu C. Jika ketiga kapasitor ini dipasang seperti gambar, C A
C
B C
maka kapasitas pengganti antara titik A dan B adalah … A. 3 C D. 2 C 3
B. 2 C C.
3 C 2
1 E. C 3
2. Jawab : D 1 1 1 C tot C1 C23
1 1 1 3 ; Ctot = 23 C Ctot C 2C 2C
3. Sebuah kapasitor plat sejajar mempunyai kapasitas C dengan permeabilitas εo, luas penampang A dan jarak antar keping d. Jika kapasitor mempunyai luas penampang 2 kali, jarak antar keping 4d dan permeabilitas 4εo, maka kapasitas kapasitor menjadi … A. 8 C D. C B. 4 C E. ½ C C. 2 C KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 38
3. Jawab : E
k 0 A d εA ε0A k1 1 1 C2 d1 d 0,5 ε A C1 k 2 2 4ε o 2A 2 d2 4d
C
C2 = 0,5 C
4. Pada rangkaian kapasitor C1, C2, dan C3 seperti pada gambar, C1 = 2 μF C2 = 4 μF
C3 = 2 μF
jika titik A dan B dihubungkan dengan sumber tegangan 9 volt, maka energi potensial listrik pada muatan C2 adalah … μ Joule A. 9 D. 81 B. 18 E. 89 C. 19 D. Jawab : D Cp = C1 + C3 Cp = 2 + 2 = 4
1 1 1 Ctot C1 C p
1 1 1 ; C tot 4 4
W 12 CV
Ctot = 2 F
2
W 12 2 x10 6.(9)
2
W 8,1x10 5 joule = 81 J
Pengukuran arus dan tegangan listrik SOAL LATIHAN
1. Sebuah keluarga menyewa listrik PLN sebesar 500 W dengan tegangan 110 V. Jika untuk penerangan keluarga itu menggunakan lampu 25 W/220V, maka jumlah lampu maksimum yang dapat dipasang adalah… buah. A. 80 D. 25 B. 60 E. 20 C. 40 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 39
1. Jawab : C Hambatan lampu yang diijinkan PLN
RPLN
V 2 (110) 2 P 500
Hambatan sebuah lampu penerangan keluarga V 2 (220) 2 R P 25 Jumlah lampu yang dapat dipasang paralel ;
1
RPLN
n R
R n RPLN
2202 25 1102 500
2
220 500 . 110 25
4 10 . 40 buah 1 1 x dan y adalah resistor-resistor yang masing-masing bernilai 4 Ohm. C ialah sebuah sel dengan GGL 12 V dan hambatan dalam 2 Ohm. A ialah sebuah amperemeter dengan hambatan dalam yang dapat diabaikan. Ketika skalar S ditutup, pembacaan amperemeter berubah dengan….
2.
x
A
C
y
S
A. 0,5 A bertambah B. 0,5 A berkurang C. 1 A bertambah
D. 1 A berkurang E. 3 A berkurang
2. Jawab : E x.y 4.4 16 Rp = 2Ω xy 44 8
C i ( Rp r ) C 12 12 i 3A Rp r 2 2 4
3. Tersedia tiga buah lampu pijar yang masing-masing memiliki spesifikasi 110v, 100w yang akan dipasang pada sumber tegangan 220v. Agar dihasilkan nyala lampu 200w, maka lampu-lampu itu harus dirangkai dengan cara: A. dua lampu disusun parallel D. tiga lampu disusun paralel B. dua lampu disusun seri E. satu lampu disusun paralel dengan dua lampu disusun seri C. tiga lampu disusun seri 3. Jawab : B Hambatan sebuah lampu penerangan keluarga KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 40
V 2 (110) 2 = 121 ohm P 100 Hambatan lampu yang bisa terpasang pada daya 200W V 2 (220)2 = 242 ohm R jaring P 200 Untuk menghasilkan nyala yang diharapkan lampu harus dipasang ; dua diseri Rjar = RL + RL = 121 + 121 = 242 ohm RL
4. Untuk mengetahui nilai hambatan (RAB) kawat AB, digunakan rangkaian dengan penunjukan voltmeter dan amperemeter seperti pada gambar.
Nilai hambatan kawat (RAB) adalah .... (UN-08) A. 10,0 Ω D. 4,0 Ω B. 8,0 Ω E. 2,0 Ω C. 6,0 Ω 4. Jawab : E Penunjukan Voltmeter = tegangan jepit rangkaian = tegangan pada ujung kawat AB, yaitu 4/5x10 = 8 V Penunjukan Amperemeter = arus yang mengalir pada hambatan kawat AB = 2/5 x 10 = 4 A Maka :
RAB
VAB 8 2 i 4
Hukum Ohm dan hukum Kirchoff dalam rangkaian tertutup (loop) SOAL LATIHAN
1. Pada rangkaian berikut, besar hambatan R adalah…. R
2
1A 12V
A. 0 B. 1 C. 2
4
10V
D. 4 E. 8
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 41
1. Jawab : A R
I2
I1 I3 1A
Loop I
4
12V
2
Loop II
10V
Pada loop II E = i.R E2 = -i1 R2 + i3.R4 10 = - 1.2 + i3. 4 10 = - 2 + 4i3 12 = 4i3 I3 = 3 A Dari Hukum I Kirchhoff i2 = i3 + i1 Pada loop I E = i.R E1 = i2 R + i3.R4 12= (i3 + i1) R + i3.4 12= (3 + 1) R + 3.4 12 =4R +12 0 =4.R R = 0 ohm 2. Dari rangkaian di bawah ini, besar kuat arus pada hambatan 4 ohm adalah… . 12 V
3
7 4
1
12 V 1
A. 2,5 A B. 2,25 A C. 2 A
D. 1,8 A E. 1,25 A
2. Jawab : D I1
12 V 1
3
I2 I3
7
4
12 V 1
Loop 1 E + i.R = 0 E1 + i1 (R3 + r ) + i3.R4 = 0 -12 + i1 (3 + 1 ) + i3.4 = 0 4i1 + 4i3 = 12 Dari hukum Kirchoof I I1 = I2 + I3
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 42
Maka 4(I2 + I3) + 4i3 = 12 4I2 + 8i3 = 12 ................(1) Loop 2 E + i.R = 0 E2 – i2 (R7 + r ) + i3.R4 = 0 -12 - i2 (7 + 1 ) + i3.4 = 0 -8i2 + 4i3 = 12 .....................(2) Subtitusi pers (1) dan (2) -8i2 + 4i3 = 12....... x 1 4I2 + 8i3 = 12 ....... x 2 -8i2 + 4i3 = 12 8I2 + 16i3 = 24 + 20i3 = 36 i3 = 1,8 A 3. Diketahui rangkaian loop seperti gambar di bawah ini, A R1 = 2
R2 = 4 R2 = 2 E2 = 8 V
E1 = 6 V B
tegangan antara A dan B adalah … . A. 10 volt B. 8 volt C. 7 volt
D. 6 volt E. 4 volt
3. Jawab : E I1 I3
I2
Loop 1 E + i.R = 0 E1 + i1 R1 + i3.R3 = 0 -6 + i1 2 + i3.2 = 0 2i1 + 2i3 = 6 Dari hukum Kirchoof I I1 = I2 + I3 Maka 2(I2 + I3) + 2i3 = 6 2I2 + 4i3 = 6 ................(1) Loop 2 E + i.R = 0 E2 – i2 R2 + i3.R3 = 0 -8 - i2 4 + i3.2 = 0
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 43
-4i2 + 2i3 = 8 .....................(2) Subtitusi pers (1) dan (2) 2i2 + 4i3 = 6....... x 2 -4I2 + 2i3 = 8 ....... x 1 -4i2 + 8i3 = 12 4I2 + 2i3 = 8 + 10i3 = 20 i3 = 2 A VAB = i3.R3 = 2.2 = 4 volt 4. Rangkaian seperti gambar di bawah ini! Bila saklar S ditutup, maka daya pada R = 4 Ω adalah ....
A. 6 W B. 9 W C. 18 W
D. 20 W E. 36 W
5. Jawab : B
Loop 1 : Σ E + Σ iR = 0 –12 + i1.4 + i3.2 = 0 4i1 + 2i3 = 12 Loop 2 : Σ E + Σ iR = 0 –6 + i3.2 = 0 I3 = 3 A i1 = 1,5 A Hukum Kirchoff 1 untuk arus pada percabangan : I1 + i2 = i3 1,5 + i2 = 3 i2 = 1,5 A Maka arus yang lewat pada R = 4 Ω adalah i1 = 1,5 A Daya pada R = 4 Ω adalah : P = i2.R = (1,5)2.4 = 9 W
Induksi magnetik di sekitar kawat berarus SOAL LATIHAN
1. Sebuah kawat lurus dialiri listrik 5 A seperti gambar. [µ0 = 4π x 10-7 WbA-1m-1]. KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 44
Besar dan arah induksi magnet dititik P adalah .... A. 4 x 10-5 T, ke kanan B. 4 x 10-5 T, ke kiri C. 5 x 10-5 T, tegak lurus menuju bidang kertas D. 5 x 10-5 T, tegak lurus menjauhi bidang kertas E. 9 x 10-5 T, tegak lurus menjauhi bidang kertas 1. Jawab : D Dari penurunan Hukum Biot-Savart maupun penurunan hukum Ampere, maka kita memperoleh besar medan magnetik di sekitar kawat lurus panjang adalah sbb. : μ .i 4π x 10 -7.5 B O 5 x 10 5 T 2π.a 2π.0,02 Untuk arah medan magnet kita pakai kaidah tangan kanan (tangan kanan dikepal dengan ibu jari diluruskan-seperti pujian hebat dengan ibu jari tangan, maka arah ibu jari adalah arah arus dan arah jari yang mengepal adalah arah medan magnet). Jadi arah medan magnet di titik P adalah keluar dari bidang kertas (menjauhi bidang kertasacuan adalah pengamat-kita) 2. Solenoida mempunyai diameter 1,5 cm panjang 60 cm dan terdiri dari 450 lilitan. Ketika arus yang mengalir pada solinoida tersebut 5 A, induksi magnet di pusat solenoida tersebut adalah .... A. 1,5 x 10-2 T D. 1,5 x 10-5 T -3 B. 1,5 x 10 T E. 1,5 x 10-6 T -4 C. 1,5 x 10 T 2. Jawab : B μO .i.N 4π x 10 7. 5. 450 B 1,5 x 10 3 T 0,6 B
3. Medan magnet yang dihasilkan oleh kawat berarus listrik dapat dimanfaatkan untuk keperluan teknologi seperti mikrowave atau tunggku pemanas. Nilai induksi magnetik di titik P seperti pada gambar dibawah ini adalah….( μo= 4π.10-7 weber/amper.meter)
A. . 10-7 Tesla
D. . 10-4 Tesla
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 45
B. . 10-6 Tesla C. . 10-5 Tesla.
E. 10-3 Tesla
3. Jawab : D α μO .i. B 360 2r 270o 4π x 10 7.20 B 360o 2.3.10 2 B = x 10-4 T 4. Toroida dengan 125 lilitan dan diameter 16 cm dialiri arus sebesar 4 ampere, maka besar induksi magnetik di pusat toroida adalah….. tesla A. 125.10-5 D. 125.10-8 -6 B. 125.10 E. 125.10-9 -7 C. 125.10 4. Jawab : A Toroida
μO .i.N 2πr 4π x 10 7.4.125 B 2.π.8 x 10 2
B
B 125 x 105 T
Gaya magnetik (Gaya Lorentz) SOAL LATIHAN
1. Seperti pada gambar di bawah, jika iA = 5 A, iB = 2 A, iC = 3 A serta panjang masing-masing kawat 50 cm. A
B
C
FA B
FB C
10cm
10cm
Tentukan gaya Lorentz total di B ... N. A. 1,0.10-5 B. 5,0.10-5 C. 6,0.10-5
D. 11,0.10-5 E. 15,0.10-5
1. Jawab : B KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 46
FB FAB FBC
o i A iB o iB iC 2rAB 2rBC 5 2 o 5 3 FB o 2 (0,1) 2 (0,1) FB
FB = 2. 10-6 (25) = 5,0 x 10-5 N 2. Pernyataan berikut merupakan faktor-faktor yang harus dipenuhi agar gaya Lorentz dapat terjadi pada suatu kawat penghantar: (1). kawat penghantar dialiri arus (2). kawat penghantar berada dalam medan magnet (3). arah medan magnet tegak lurus dengan kawat penghantar (4). arah arus searah medan magnet Pernyataan yang benar adalah .... A. (1), (2), dan (3) D. (4) B. (1), dan (3) E. (1), (2), (3), dan (4) C. (2), dan (4) 2. Jawab : A 3. Sebuah muatan positif besarnya 0,2 C bergerak dengan kecepatan 2 m/s dalam medan magnet homogen yang besarnya 5 T. Arah kecepatan muatan berlawanan arah dengan arah medan magnet. Gaya yang dialami muatan tersebut adalah … A. Nol D. 2 N B. 0,08 N E. 50 N C. 0,5 N 3. Jawab :D F = B.q.v F = 5.0,2.2 = 2 N 4. Dua kawat lurus (1) dan (2) diletakkan sejajar dan terpisah seperti gambar. (1)
(2)
I1 = 2A P
Q
(3) I2 = 6A T
R S
I3 = 1A
4 cm
Kawat ke-(3) akan diletakkan di dekat kawat (1) dan (2). Agar kawat megnetik sekecil-kecilnya, maka diletakkan di daerah .... (UN-08) A. PQ D. QS B. QR E. ST C. RS
itu mengalami gaya
4. Jawab : A Pada prinsipnya, dua kawat sejajar yang masing-masing dialiri arus yang searah akan saling tarik-menarik (gunakan kaidah tangan kanan untuk medan magnet di sekitar kawat berarus dan kaidah tangan kanan untuk Gaya Lorentz pada kawat berarus) dan jika dialiri arus yang berlawanan arah akan saling tolak menolak. KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 47
Dengan prinsip tersebut, maka gaya terkecil yang akan dialami oleh kawat ketiga hanya akan terjadi di daerah PQ dan ST. Karena Gaya Lorentz pada 2 kawat lurus kawat berbanding terbalik dengan jarak antar kawat itu, dan berbading lurus dengan arus, maka tentu saja kawat harus diletakkan di PQ ( karena I2 > I1)supaya gaya tarik yang terjadi antara kawat 1 dan 3, juga dengan kawat 2 dan 3 akan sebanding (resultannya mendekati nol).
Note : Untuk menjawab soal ini tidak dibutuhkan perhitungan, hanya saja pemahaman konsep harus kuat.
Induksi Faraday SOAL LATIHAN
1. Sebuah kawat panjang 25 cm digerakkan dalam medan magnet homogen 2,5 wb/m2 dengan kecepatan sebesar 5 m/s, sehingga kawat memotong garis-garis gaya secara tegak lurus, maka besar Ggl yang dihasilkan….. A. 5,123 volt D. 1,532 volt B. 2,532 volt E. 1,352 volt C. 3,125 volt 1. Jawab : C B.l.v sin 900
2,5. 0,25. 5.1. = 3,125 V
2. Suatu kumparan yang mempunyai 200 lilitan dan luas penampangnya 1500 cm2 mengalami perubahan induksi magnet dari 100 mT dalam waktu 20 milisekon. Besar ggl induksi yang timbul pada kumparan adalah .... A. 100 V D. 300 V B. 150 V E. 350 V C. 200 V 2. Jawab : B
ε N.A.
ΔB Δt
ε 200.0,15 .
0,1 150 volt 0,02
3. Perhatikan gambar di bawah ini! x x x
R
x x
P
x x x v= 20 m/s
x x
Q x x
x x
x x
x x Q
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
x
x x
x x
x
Q
Page | 48
Kawat PQ sepanjang 50 cm digerakkan ke kanan dengan kecepatan tetap dalam suatu medan magnetik homogen B = 0,05 T. Jika hambatan R= 10 ohm, maka nilai dan arah arus listrik yang melalui R adalah …. A. 0,05 A ke atas D. 0,25 A ke bawah B. 0,05 A ke bawah E. 2,50 A ke atas C. 0,25 A ke atas 3. Jawab : B ε B.l.v
V R B.l.v 0,05. 0,5. 20 i 0,05 A R 10 dari hukum Ohm; i
4. Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar :
Besar dan arah arus induksi pada kawat PQ adalah .... (UN-08) A. 1 ampere dari P ke Q D. 4 ampere dari Q ke P B. 1 ampere dari Q ke P E. 4,8 ampere dari P ke Q C. 4 ampere dari P ke Q 5. Jawab : D B.l.v
0,15. 0,1. 4 0,06V 60 mV
Rangkaian R, L dan C dalam arus bolak balik SOAL LATIHAN
1. Pada kenyataannya alat elektronik seperti kulkas, radio, TV, lampu TL dll memiliki impedan bersifat induktif, kapasitif, bahkan resonansi, karena alat itu memiki resistor, induktor, kapasitor. Persamaan tegangan dan persamaan arus terhadap waktu pada komponen itu dinyatakan dengan :V = 40 sin ((80t + 1/3) dan i = 5 sin 80t, Jika persamaan di atas kita nyatakan dengan grafik tegangan dan arus terhadap waktu, maka grafik yang benar adalah…. A. V/i
D. V/i
V
t
V
i
t
i
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 49
B.
E.
V/i V
V/i V
t i
t i
C. V/i V
t i
1. Jawab : E Tegangan ; V = 40 sin(80t + 1/3 ) V = 40 sin (80t + /3) Kuat arus ; I = 5 sin (80t) Beda fase : = /3 = 60o Jadi yang memenuhi gambar E 2. Rangkaian seri resistor murni dan induktor murni menarik arus 2,5 A bila dihubungkan ke sumber tegangan bolak-balik 120 V. tegangan antara kedua ujung resistor dan induktor sama besar. Hambatan resistor bernilai …… A. 122 Ω D. 242 Ω B. 24 Ω E. 252 C. 25 Ω 2. Jawab : D Tegangan pada resistor dan induktor sama besar; VR = VL 2
VR VC2
V
V 2VR
i.R
R
V 2 V
i 2
2
;
VR
V 2
120 24 2 Ω 2,5 2
3. Suatu kumparan bila dihubungkan dengan kutub-kutub sumber arus searah 202 volt menghasilkan arus 4 A. bila dihubungkan pada arus bolak-balik, untuk arus yang sama diperukan tegangan 206 volt. Frekuensi arus bolak-balik 50 Hz. Induktansi kumparan adalah …. A.
0,2
henry
B. 0,2 henry C.
0,4
D. 0,4 henry E.
0,1
henry
henry
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 50
3. Jawab : E Saat dihubungkan dg arus DC induktor menjadi resistor : V 20 2 R 5 2Ω i 4 Saat dihubungkan dg arus AC besar induktansi ; XL = .L = 2.f.L = 2.50.L = 100L Besar tegangan rangk. dlm arus AC ;
V i. R 2 XL
2 2
V 2 i2 ( R 2 XL ) (20 6 )2 (5 2 )2 (100π102 0,1 L H π 4. Rangkaian RLC seri dirangkaikan seperti pada gambar! A
R=8 Ω
L = 32 m H
B
S
C = 800 µ F D
C
ε = 120 V/125 rad.s
-
1
Bila saklar S ditutup, beda potensial antara titik B dan D adalah .... A. 6 Volt D. 72 Volt B. 12 Volt E. 96 Volt C. 48 Volt 4. Jawab : E o Impedansi rangkaian : Reaktansi induktif : XL = ω.L = 125 . 32 x 10-3 = 4 Ω Reaktansi Kapasitif : 1 XC ω.C 1 10 Ω 125.800 x 10 5 Resistor = 8 Ω Impedansi Z R 2 XL X C
2
Z 82 4 10 10 Ω o Maka dengan Hukum Ohm : i = V/Z = 120/10 = 12 A o Jadi : ZBD = |XL – XC|=|4 – 10| = 6 Ω 2
Maka VBD = i . ZBD = 12 . 6 = 96 V
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 51
Teori relativitas, kesetaraan massa dan energi SOAL LATIHAN
1. Bola yang bergerak dengan kecepatan 1,8 x 108 m/s mempunyai massa 5 kg. Maka massa bola ini menurut pengamat yang diam adalah . . . . A. 6,00 kg D. 7,00 kg B. 6,25 kg E. 7,50 kg C. 6,50 kg 1. Jawab : B Massa sebuah partikel saat bergerak ; mo m v2 1 2 c 5 m (1,8 x 108 )2 1 (3 x 108 )2
5 5 6,25 kg 1 0,36 0,8
2. Sebuah electron dalam keadaan diam massanya 9,1 x 10-31kg. Dengan kecepatan berapa massa electron akan menjadi dua kali lipat. A. ½ c D. ½ c3 B. 2/3 c E. 2/3 c3 C. 1/3 c3 2. Jawab : D m = 2mo
m
2
mo 2
v 1 2 c 1 1
1
;
2mo
mo v2 1 2 c
v2 c2
v2 1 v2 1 v2 1 ; 1 ; c2 2 c2 4 c2 4
v 12 c 2 3. Roket yang sedang diam panjangnya 10 m. Jika roket itu bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya = 3 x 108 m.s-1), maka menurut pengamat di bumi panjang roket tersebut selama bergerak adalah .... A. 5 m D. 8 m KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 52
B. 6 m C. 7 m
E. 9 m
Jawab : B Roket yang bergerak mendekati kecepatan cahaya tersebut akan mengalami kontraksi panjang, yaitu : L Lo Lt o 1
1
v2 c2
0,8 v2 10. 1 2 c c2 = 10 . 0,6 = 6 meter
L t Lo . 1
2
4. Sebuah pesawat antariksa bergerak secara relativistik dan pada suatu saat energi kinetiknya adalah 1/12 kali energi diamnya. Laju pesawat pada saat itu adalah…. A. 5/13 c D. 7/13 c B. 5/12 c E. 12/15 c C. 7/12 c 5. Jawab : A Energi kinetiknya Ek = 121 Eo Ek = E – Eo Ek = (m – mo)c2 m o 1 mo .c 2 12 E o 2 1 v c2 1 2 1 1.moc 2 12 m o c 2 1 v c2 1 5 1 1 v c 12 2 13 v 1 c2
Teori atom Thompson, Rutherford dan Niels Bohr SOAL LATIHAN
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 53
1. Dalam postulat Bohr tentang momentum sudut, tersirat sifat gelombang elektron. Panjang gelombang X, elektron yang bergerak dalam suatu orbit berjari-jari r memenuhi...... (n adalah bilangan bulat) A. r = n D. 2r λ2 n E. r
B. 2r = n C. 2r = n²
λ n
1. Jawab : B Momentum anguler Bohr mvr
nh ; 2 r n h mv 2π
Dari energi foton di dapat ;
E
h.c
mc 2
Sehingga :
nh mv nh 2 r h
2 r
h.c
m.c
h
nh mc
;
2 r
;
2 r n
2. Diketahui atom Carbon terdiri dari nomor atom A = 12 dan nomor massa Z = 6. Gambar model atom Carbon menurut teori atom Niels Bohr adalah ....
2. Jawab : B Nomor Atom (lambang Z) adalah jumlah proton dalam suatu atom dan Nomor Massa (lambang A) adalah jumlah Proton + Neutron dalam suatu atom. Untuk atom karbon, jumlah proton adalah 6 dan jumlah neutron adalah 6 sehingga nomor atomnya Z = 6 dan nomor massanya A = 1. Tetapi keterangan yang diberikan di soal terbalik A dan Z-nya. Untuk atom karbon yang netral (tidak bermuatan-seperti pada soal), maka jumlah elektronnya adalah 6, sehingga kemungkinan jawaban adalah B atau C. KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 54
Karena kulit pertama (kulit N) hanya boleh diisi maksimal 2 elektron dan kulit kedua harus diisi oleh 8 elektron dulu (baru boleh mengisi elektron di kulit berikutnya), maka jawaban yang paling tepat adalah B.
Note : Postulat pertama dari model atom Niels Bohr adalah : ‘Elektron berputar disekitar inti hanya melalui lintasan-lintasan tertentu tanpa membebaskan energi’. Lintasan ini disebut lintasan stasioner yang memiliki energi tertentu. Besar energi setiap lintasan stasioner berbanding terbalik dengan jarijarinya terhadap inti. Artinya lintasan elektron pada model atom Bohr paling tidak berbentuk lingkaran atau bola, karena energi yang besarnya sama maka jari-jarinyapun harus sama di setiap titik. Tetapi pada soal di atas, bentuk lintasan elektron adalah elips, sama seperti lintasan planet mengelilingi matahari, gambar di soal kurang tepat
3. Elektron atom hidrogen model Bohr mengelilingi intinya dengan bilangan kuantum n. Bila energi ionisasi atom itu bernilai 1/16 kali energi ionisasi atom itu dalam keadaan dasarnya, maka nilai n itu adalah . . . . A. 2 D. 16 B. 4 E. 32 C. 8 3. Jawab : B 13,6 Eo eV 13,6 eV 12 1 E Eo 16 13,6 1 eV 13,6 eV 2 n 16 1 1 2 n 16 n=4 4. Bila electron berpindah dari kulit M ke kulit K pada atom hydrogen dan R adalah konstanta Rydberg, maka panjang gelombang yang dipancarkan sebesar…. 2 A. 8 D. 3R 9R 9 B. E. 7 8R 8R 3 C. 2R 5. Jawab : B Pada kulit M n = 3 Pada kulit K n = 1 1 1 1 R 2 2 n A nB
1 1 R 2 2 1 3 1
1
R
8 9
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 55
9 8R Radiasi benda hitam SOAL LATIHAN
1. Kawat filament lampu pijar memiliki emisivitas 0,5 dengan suhu 1000K. Jika luas permukaan filament lampu yang berpijar 10-6 m2 dan berpijar selama 10 sekon, maka jumlah energy radiasi yang dipancarkan adalah …… (tetapan Stefan boltzman = 5,67 x 10-8 W/m2K4) A. 0,2835 joule D. 28,35 joule B. 5,67 joule E. 32,68 joule C. 11,34 joule 1. Jawab : A Energi radiasi ; E eAT 4t E 0,5. 5,67 x 108. 106. (1000)4 .10 = 0,2835 joule 2. Suatu benda hitam pada suhu 270C memancarkan energi R J.s-1. Jika dipanaskan sampai 3270C energi radiasinya menjadi .... A. 16 R J.s-1 D. 6 R J.s-1 -1 B. 12 R J.s E. 4 R J.s-1 -1 C. 10 R J.s 2. Jawab : A Besarnya energi radiasi benda hitam per satuan waktu dirumuskan oleh persamaan E : σ.e.A.T 4 dengan σ = konstanta Stefan-Boltzman, e = emisitivitas benda hitam, A = luas t penampang benda hitam dan T suhu benda hitam dalam Kelvin. Untuk benda hitam yang sama, maka berlaku : 4 E 2 327 273 E 2 T24 4 R E1 T1 27 273 4 E 2 600 R 300
4
E2 = 16 R
3. Energi yang diradiasikan per detik oleh benda hitam pada suhu T1 besarnya 16 kali energi yang diradiasikan per detik pada suhu T0, besarnya T1 sama dengan . . . . A. 2 T0 D. 4 T0 B. 2,5 T0 E. 5 T0 C. 3 T0 3. Jawab : A Pada saat suhu naik T1 , E1 = 16E0
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 56
4
E1 eA T1 t Eo eA To4 t 4
E1 T1 Eo To4
4
4 T 16E o T1 4 24 1 T1 =2To Eo To To
4. Logam tembaga memiliki fungsi kerja 4,4 eV disinari dengan sinar yang memiliki panjang gelombang λ= 400 nm, maka …. A. terjadi efek fotolistrik B. tidak terjadi fotolistrik C. terjadi efek fotolistrik tanpa energi kinetik D. terjadi efek fotolistrik dengan jumlah sangat sedikit E. energi foto elektron bergantung pada intensitas sinar yang digunakan 4. Jawab : B Eo = 4,4 eV Dikenai sinar dengan = 4 x 10-7 m Maka: h.c 6,6.10 34.3.10 8 E 3,09 eV λ 4.10 7 Karena E < Eo maka elektron tidak terlepas
Teori kuantum Planck SOAL LATIHAN
1. Pernyataan berikut ini yang tidak menggambarkan teori kuantum Planck adalah ... A. Semua foton merupakan gelombang elektromagnet B. Efek Compton menerapkan teori kuantum Planck C. Kecepatan foton sama dengan kecepatan cahaya D. Cahaya terdiri atas kuantum-kuantum λ E. Energi dalam satu foton adalah E h (h = tetapan Planck, c = kecepatan cahaya) c 1. Jawab : E Menurut teori kuantum, gelombang elektromagnetik terdiri dari foton-foton, yaitu energi yang terkuantisasi atau terpusatkan sehingga ‘mirip’ dengan partikel (bisa menumbuk, memiliki momentum, dll). Setiap foton bergerak dengan kecepatan cahaya dengan panjang gelombang yang tertentu (atau frekuensi yang tertentu) tergantung besar energinya sesuai dengan persamaan dari Planck, yaitu : (h = tetapan Planck, c = kecepatan cahaya)
Maka dari semua pilihan, jawaban E yang tidak sesuai dengan persamaan Planck.
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 57
2. Sebuah partikel bermassa m bergerak dengan energi kinetik EK dan h = konstanta Planck, panjang gelombangnya adalah…. A. H(EK)–½ D. H(MEK)–1 –1 B. H(EK) E. H(2mEK)–½ C. H(MEK)–½ 2. Jawab : E Momentum foton p serta Ek = ½mv2
p
h
h m.v
2
h2 2.m.Ek
h
;
m.v
;
2
dan p = m.v
h
h2 2. 12 m 2 .v 2
h h.(2mEk) 1/2 2mEk
3. Sebuah demonstrasi laser Helium-Neon 3,0 mWatt memancarkan cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 630 nm. Jika tetapan Plank 6,6 x 10–34 J.s dan cepat rambat cahaya dalam vakum 3 x 108 m/s, maka jumlah foton yang dipancarkan tiap detik kira-kira . . . . A. 1010 D. 1019 B. 1013 E. 1022 16 C. 10 3. Jawab : C Energi; E
E
h.c
34
6,6x10 .3x108 3,..x 10 19 J 6,3x107
E 3,.. x 10 19 3 x 10 19 wat t 1 P 3 x 10 3 n o 10 16 19 P 3 x 10
P
4. Sebuah partikel yang massanya 8×10–31 kg bergerak dengan kecepatan 1,5×107 m.s–1. Bila tetapan Planck besarnya 6×10 –34 J s maka panjang gelombang partikel tersebut adalah … A. 0,5 A D. 2,0 A B. 1,0 A E. 2,5 A C. 1,5 A 5. Jawab : A
h m.v
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 58
λ
6.1034 8.1031.1,5.107
0,5 x 10 10 m 0,5 Å
Inti atom, defek massa dan energi ikat inti SOAL LATIHAN
1. Pada Nuklida 83Bi 209 memiliki proton dan netron dalam inti sebanyak … A. 83 dan 126 D. 126 dan 209 B. 83 dan 209 E. 209 dan 83 C. 126 dan 83 1. Jawab : A A 83Bi209 ZX Jml. proton = jml. elektron = Z = 83 Jumlah neutron = (A-Z) = 126 2 0 2) 2. Pada reaksi fusi 2H1 + 3H1 = 4,0026 sma 4He + 1n + E. Massa inti atom Helium (4He sedangkan massa proton = 1,0078 sma dan massa netron = 1,0086 sma. Defek massa dari inti atom Helium tersebut adalah…. ( 1 sma = 931 MeV ), A. 2,0474 sma D. 0,0302 sma B. 1,9862 sma E. 0,0138 sma C. 0,0987 sma
2. Jawab : D A 4 ZX 2He m = (Zmp + (A-Z) mn – minti). = (2.1,0078+(1–2).1,0086) – 4,026 = 2,0156 + 2,0172 – 4,026 = 4,0328 – 4,0026 = 0,0302 sma 3. Jika Nitrogen ditembak dengan partikel alfa, maka dihasilkan sebuah inti Oksigen dan sebuah proton seperti terlihat pada reaksi inti berikut ini : 42 H 147 N 178 O 11H , Diketahui massa inti: 42H = 17
4,00260 sma ; 147 N = 14,00307sma ; 8 O = 16,99913sma ; 11H = 1,00783 sma Jika 1 sma setara dengan energi 931 Mev, maka pada reaksi di atas .... A. Dihasilkan energi 1,20099 MeV B. Diperlukan energi 1,20099 MeV C. Dihasilkan energi 1,10000 MeV D. Diperlukan energi 1,10000 MeV E. Diperlukan energi 1,00783 MeV 3. Jawab : A Karena reaksi inti tersebut sudah setara, maka : Massa sistem sebelum bereaksi : KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 59
3 2
H 147 N 4,00260 14,00307 = 18,00567 sma Massa sistem sesudah bereaksi : 17 1 8 O 1H 16,99913 1,00783 = 18,00696 sma Massa sistem sebelum bereaksi lebih besar daripada massa sistem sesudah bereaksi, hal ini mengindikasikan adanya perubahan massa yang hilang menjadi energi, yaitu : Energi yang dihasilkan = (18,00567 – 18,00696)x 931 = 1,20099 MeV 4. Massa neutron, proton dan partikel alpha masing-masing 1,008 sma,1,007 sma dan 4,002 sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka tenaga ikat partikel alpha adalah : A. 0,931 MeV D. 27,930 MeV B. 24,206 MeV E. 30,965 MeV C. 26,068 MeV D. Jawab : C A 4 ZX 2He E = (Zmp + (A-Z) mn – minti).931 MeV E = (2(1,007) + (4 – 2) (1,008) – 4,002). 931 MeV E = (2,014 + 2,106 – 4,002). 931 MeV E = (2,014 + 2,106 – 4,002). 931 MeV E = 0,028.931 MeV = 26,068 MeV
Radioaktivitas dan manfaat radioisotop dalam kehidupan SOAL LATIHAN
1. Sinar radioaktif dilewatkan melalui bahan yang tebalnya 6 cm. Bahan tersebut mempunyai Xhvl = 2 cm, sehingga persentase intensitas sinar radioaktif yang diteruskan oleh bahan adalah:.... A. 50 % D. 6,25 % B. 25 % E. 3,125 % C. 12,5 % 1. Jawab : C HVL = 2 cm X = 6 cm
6
X
1 HVL I Io . 2
;
1 2 . I Io . 2
3
1 I Io . 2 I 1 X100% 12,5 % IO 8 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 60
2. Pada reaksi inti berikut ini
a b
X + γ
p q
X + β
Pada nomer massa (p) dan nomer
atom (q) unsur yang dihasilkan adalah: A. p = a = 1 , q = b = 1 D. p = a, q = b + 1 B. p = a, q= b -1 E. p = a – 1 , q = b – 1 C. p = a-1, q = b + 1 2. Jawab : D a b
X 00 Y pq X 01β p=a–0=a q + (-1) = b + 0 q=b+1
3. Massa unsur radioaktif P mula-mula X gram dengan waktu paruh 2 hari. Setelah 8 hari unsur yang tersisa Y gram. Perbandingan antara X : Y = .... A. 16 : 1 D. 1 : 8 B. 8 : 1 E. 1 : 16 C. 4 : 1 3. Jawab : A
t
Dengan rumus waktu paruh : X t
1 T XO . ; dengan t adalah waktu, T½ = waktu paruh, Jadi: 2
8
1 2 1 X t Y X. = X bahan hanya tersisa 1/16 dari semula Dalam bentuk perbandingan X : 2 16 Y = 16 : 1 4. setelah 60 hari zat radioaktif yang belum meluruh masih 1/8 bagian dari jumlah asalnya. Waktu paro zat radioaktif tersenbut adalah .... A. 20 hari D. 25 hari B. 30 hari E. 50 hari C. 180 hari 5. Jawab : A jika peluruhan selama 60 hari tinggal 1/8 bagian, maka; t
1 T N No . 2 60
1 1 T No No . 8 2 3
60
1 1T 2 2 3 = 60/T T = 20 hari
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 61
1. .
Hasil pengukuran diameter sebuah kelereng dengan menggunakan mikrometer sekrup, ditunjukkan oleh gambar di bawah, tentukan besar dari diameter kelereng tersebut! A. 8,08 mm D. 8,58 mm B. 8,60 mm E. 9,28 mm C. 8,57 mm
1. Jawab: D cukup jelas 2. .
Pada ganbar di samping, komponen vektor gaya F menurut sumbu x adalah … A. 21 3 F D. – 12 F B. C.
1 2 1 2
2 F
E. –
1 2
3 F
F
2. Jawab : E Fx = Fcos270o = F. -½3 = -½3 F 3. Perhatikan grafik di bawah ini : KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 62
t (s)
t (s)
t (s)
t (s)
t (s)
Yang berlaku untuk gerak lurus berubah beraturan adalah grafik nomor … A. (1) D. (4) B. (2) E. (5) C. (3) 3. Jawab : E Cukup jelas 4. .
Tiga buah roda dihubungkan seperti tampak pada gambar. A dan B menyatu dan sepusat B dan C dihubungkan dengan ban. Jika RA = 4 cm, RB = 2 cm dan RC = 10 cm, maka perbandingan kecepatan sudut roda B dan roda C adalah … A. 1 : 5 D. 5 : 1 B. 2 : 1 E. 5 : 2 C. 2 : 5
4. Jawab : D vB = vc B RB = C.RC ω C RB ; ωB R C
ωC 2 1 ωB 10 5
5. .
Dua buah balok dihubungkan dengan seutas tali ringan oleh gaya horisontal F (lihat gambar). Jika g = 10 F = 100N ditarik ms–2 dan koefisien gesekan kinetik antara balok dan per mukaan adalah 0,1. Besar percepatan balok tersebut adalah .... A. 3,33 m/s2 D. 3,66 m/s2 2 B. 2,33 m/s E. 2,66 m/s2 2 C. 1,33 m/s
5. Jawab : B N
N A
A f A
W A
B
T
T f B
Pada balok B berlaku : F =m.a
B
F= 100 N
W B
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 63
F – T - µk. N = m . a 100 – T – 0,1. 200 = 20 . a T = 80 – 20 . a ………. *). Pada balok A berlaku : F= m.a T – µk. N = m . a T – 0,1. 100 = 10. a T = 10 + 10. a …….. **). Persamaan * = persamaan ** 80 – 20.a = 10 + 10 . a a = 70/30 a = 2,33 m.s-2 6. Bila berat benda di permukaan bumi = W newton, maka berat benda itu di luar bumi yang jauhnya 3R dari pusat bumi adalah … (R=jari-jari bimu) A. W newton D. 16 W newton B.
1 3 1 4
W Newton
C. W newton 6. Jawab : E M. m ; W G 2 r shg W .G
E.
1 9
W newton
dimana r = R
M .m R2
Pada saat r = 3R
M .m (3R) 2 1 M .m Wp G 2 9 R Wp G
Wp = 7. .
1 9
W Pada gambar di samping besar tegangan tali P adalah .... A. 100 newton D. 300 newton B. I80 newton E. 400 newton C. 210 newton
7. Jawab : D A = b + B WA.rA + W b.rb = W B.rB 80.3 + 100.0,5 = W B.2 240 + 50 = 2W B WB = 180 N 8. .
Disamping ini adalah benda bidang homogen, yang koordinat titik beratnya adalah .... A. (17, 15) D. (15, 7)
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 64
B. (17, 11) C. (15, 11)
E. (11, 7)
8. Jawab : C
X1.A 1 X 2 .A 2 X3 .A 3 A1 A 2 A 3 5.100 15.300 25.100 XO 100 300 100 500 4500 2500 = 15 XO 500 Y .A Y2 .A 2 Y3 .A 3 YO 1 1 A1 A 2 A 3 XO
XO
5.100 15.300 5.100 = 11 100 300 100
9. .
Perhatikan gambar sebuah roda pejal homogen di samping ini. Pada tepi roda dililitkan sebuah tali dan kemudian ujung tali ditarik dengan gaya F sebesar 6 N. Jika massa roda 5 kg dan jari-jarinya 20 cm, percepatan sudut roda tersebut adalah … A. 0,12 rad s–1 D. 6,0 rad s–1 –1 B. 1,2 rad s E. 12,0 rad s–1 –1 C. 3,0 rad s
9. Jawab : C = F.r = I. = ½mr2. ½mr2. = F.r ½mr. = F = 2F/(m.r) = 2.6/(5.0,2) = 12/1 10. Sebuah benda massa 2 kg bergerak pada suatu permukaan licin dengan kecepatan 2 m s–1. Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s–1. Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut adalah … A. 4 joule D. 21 joule B. 9 joule E. 25 joule C. 15 joule 10. Jawab :D W = ∆Ek = ½m(v t2- vo2) W = ½.2.(52 – 22) KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 65
W = 1.(21) W = 21 joule 11. Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas tanah, gravitasi di daerah tersebut adalah 10 m s–2 Usaha yg dilakukan gaya berat sampai saat benda berada 2 m di atas tanah adalah … A. 20 joule D. 80 joule B. 40 joule E. 100 joule C. 60 joule 11. Jawab : D W = m.g.(h1 – h0) W = 1.10.(10 – 2) W = 80 joule 12. Diantara keadaan benda-benda berikut : (1). Karet katapel yang diregangkan (2). Bandul yang disimpangkan (3). Besi yang dipanaskan Benda yang memiliki energi potensial adalah pada nomor … A. (1) D. (2) dan (3) B. (1) dan (2) E. (3) C. (2) 12. Jawab : B (1) Sebuah benda elastis kita beri gaya F sehingga bertambah panjang sebesar x, ternyata gaya yang kita berikan menghasilkan usaha .Usaha inilah yang disimpan oleh benda elastis berupa 1 energi potensial elastis EP k . x 2 2 (2) Sebuah bandul bila dikenai sebuag gaya akan mengalami penyimpa-ngan. Pada titik tertinggi pada bandul tersimpan energi potensial untuk kembali lagi. Ep = m.g.h 13. .
A
Sebuah benda massanya 0,5 kg digantung dengan benang (massa benang diabaikan) dan diayunkan sehingga ketinggian 20 cm dari posisi awal A (lihat gambar). Bila g = 10 m s–2, kecepatan benda saat di A adalah … A. 400 cm s–1 D. 4 cm s–1 B. 40 cm s–1 D. 2 cm s–1 –1 C. 20 cm s
13. Jawab : E
v 2 gh v 2..10.0,2
v = 4 = 2 m/s 14. Dua buah benda A dan B yg bermassa sama bergerak saling berpapasan. A bergerak ke Timur dan B ke Barat, masing-masing dengan kecepatan V dan 2V. Apabila benda tersebut mengalami tumbukan lenting sempurna, maka sesaat setelah tumbukan adalah … A. VA = V ke Barat, VB = V ke Timur D. VA = V ke Barat, VB = 2V ke Timur KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 66
B. VA = 2V ke Barat, VB = 2V ke Timur E. VA = 2V ke Timur, VB = V ke Barat C. VA = 2V ke Barat, VB = V ke Timur 14. Jawab : C mava + mbvb = mava’ + mbvb’ m.V + m.(-2V) = m.va’ + m.vb’ V -2V = va’ + vb’ va’ + vb’ = -V ............(1) v ' v ' e 1 2 1 v1 v 2 v ' v ' a b 1 va vb v ' v ' a b 1 V ( 2V)
v a 'vb ' 1 3V
-va’ + vb’ = 3V .........(2) va’ + vb’ = -V ............(1) -va’ + vb’ = 3V .........(2) 2vb’ = 2V vb' = V ’ ’ va + vb = -V ............(1) va’ + V = -V va’ = -2V 15. 1 kg es pada suhu 0oC dicampur dengan 0,5 kg air pada suhu 0oC, maka … A. sebagian air membeku D. semua air membeku B. sebagian es mencair E. jumlah massa es dalam air tetap C. semua es mencair 15. Jawab : B Qlepas = mair.L = 500.80 = 40000 kal Qterima = mes.L = 1000.80 = 80000 kal Qlepas < Qterima atau Qair < Qes Berarti sebagian es mencair (50%) Jawab : B Qlepas = mair.L = 500.80 = 40000 kal Qterima = mes.L = 1000.80 = 80000 kal Qlepas < Qterima atau Qair < Qes Berarti sebagian es mencair (50%) 16. Luas keseluruhan dinding sebuah lemari pendingin 5 m2. Kemampuan dinding itu menyerap kalor setara dengan kemampuan menyekat yang dilakukan gabus setebal 10 cm. Konduktivitas termal gabus = 4 × 10–5 kJ m–1 s–1 K–1. Perbedaan suhu di dalam dan di luar lemari 30oC, maka kalor yang lewat melalui dinding setiap detik adalah.... A. 2 x 10-2 KJ D. 10 x10-2 KJ -2 B. 4 x 10 KJ E. 12 x10-2 KJ -2 C. 6 x 10 KJ KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 67
16. Jawab : C 30 ΔT ; H 4 x10 5 .5 H k.A 0,1 H = 20 x 10-5.300 H = 6 x 10-2 KJ 17. .
Berdasarkan gambar di samping ini, bila g = 10 m s–2 maka besarnya kecepatan air yang keluar dari bidang A adalah … A. 4 m s–1 D. 10 m s–1 –1 B. 6 m s E. 14 m s–1 –1 C. 8 m s
17. Jawab : B Vo = 2gh Vo = 2.10.1,8 Vo = 36 Vo = 6 18. Tekanan gas dalam ruang tertutup: (1). sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas (2). sebanding dengan energi kinetik rata-rata partikel gas (3). tidak bergantung pada banyaknya partikel gas (4). berbanding terbalik dengan volume gas Pernyataan yang benar adalah … A. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1), (2), (3) dan (4) E. (4) saja C. (1) dan (3) 18. Jawab : D
N.m 1 2 . v V 3 2 N.E k P= . 3 V
P=
19. Didalam sebuah ruangan tertutup terdapat gas dengan suhu 27oC. Apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali energi semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu … A. 100oC D. 1.227oC o B. 135 C E. 1.500oC o C. 1.200 C 19. Jawab : D
2 2 . k . T atau T = . Ek 3 3k 2 2 T1 : T2 = . Ek1 : . Ek2 3k 3k
Ek =
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 68
300 : T2 =
2 2 . Ek1 : . 5Ek1 3k 3k
300 : T2 = 1 : 5 T2 = 1500 K = 1227oC 20. .
Dari grafik hubungan P-V pada mesin Carnot di gambar samping dapat diketahui bahwa kalor yg diserap mesin setiap siklus adalah A. 3×105 J D. 6×105 J 5 B. 4×10 J E. 6×106 J C. 5×105 J
20. Jawab : D T 600 3 1 2 ; 1 T1 900 9 W 1 200000 ; Q1 3 Q1 Q1 = 600000 J Q1 = 6.105 J 21. Pengamat bermata normal menggunakan mikroskop. Preparat diletakan 2,5 cm di depan lensa obyektif yang mempunyai jarak fokus 2 cm, jika jarak fokus lensa okuler yang digunakan 25 cm, maka perbesaran mikroskop saat pengamat berakomodasi maksimum (fok = 25 cm) adalah … A. 8 kali D. 4 kali B. 6 kali E. 2 kali C. 5 kali 21. Jawab : A 1 1 1 1 1 1 ; sob sob ' fob 2,5 sob ' 2 1 1 1 1 0,5 ; s ob ' 2 2,5 s ob ' 5 ’ sob = 10 cm S1 Sn M ob x ( 1) Sob fok 10 25 M x ( 1) = 4 x 2 = 8 kali 2,5 25 22. Yang bukan sifat gelombang elektromagnetik adalah … A. memerlukan medium B. tidak menyimpang dalam medan listrik C. arah getarannya tegak lurus arah rambatan D. dapat dipantulkan dan dibiaskan E. dapat menunjukkan gejala polarisasi 22. Jawab : B Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah ; KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 69
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
perubahan medan magnet dan medan listrik arah medan listrik tegak lurus dengan medan magnet gelombang transversal mengalami pemantulan, pembia-san, interferensi, difraksi, dan polarisasi E = c.B tidak dipengaruhi medan magnet dan medan listrik karena tidak bermuatan listrik. c = 3 x 108 m/s
23. Gelombang transversal merambat sepanjang tali AB. Persamaan gelombang di titik B dinyatakan sbb. : yB = 0,08 sin 20π (tA + 5x ) Semua besaran menggunakan satuan dasar SI. Jika x adalah jarak AB, perhatikan pernyataan berikut ! (1). Gelombang memiliki amplitudo 4 cm (2). Gelombang menempuh AB selama 5 s (3). Gelombang memiliki frekuensi 10 Hz (4). Cepat rambat gelombang 5 m s–1 Diantara pernyataan di atas yang benar adalah … A. (1) dan (2) D. (1), (2), (3) dan (4) B. (1), (2) dan (3) E. (3) dan (4) C. (1) dan (4) 23. Jawab : E yB = 0,08 sin 20π (tA +
x 5
)
yB = 0,08 sin 2π.10 (tA +
x 5
)
2π x (t ) T υ 1 1 f = 10 Hz ; T = s = 0,1 s f 10 v = 5 m/s = v/f = 5/10 = ½ m y Asin
24. Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombang cahaya adalah … A. 4,5×10–3 m D. 4,5×10–6 m –4 B. 4,5×10 m E. 4,5×10–7 m –5 C. 4,5×10 m 24. Jawab : E dp dp 1 ; k . (2k) 2 (3x10-4.1,5x10-3) / 1 = 1. = 4,5 x 10-7 m 25. Jarak A ke sumber bunyi adalah 23 kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Jika intensitas bunyi yang didengar A adalah Io, maka intensitas yang didengar B adalah … A. 13 IO D. 32 IO B.
4 9 IO
E.
9 4 IO
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 70
C.
2 3 IO
25. Jawab : B RA = 23 RB IA = I0 IB : IA = RA2 : RB2 IB : I0 = ( 23 RB)2 : RB2 IB =
4 9 IO
26. Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 20 m/s mendekati seseorang yang diam. Frekuensi sumber bunyi 380 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 400 m/s Frekuensi gelombang bunyi yang didengar orang tersebut adalah … A. 400 Hz D. 460 Hz B. 420 Hz E. 480 Hz C. 440 Hz 26. Jawab : A
fp
v vp
fs ;
fp
400 0 380 400 20
v vs 400 fp 380 400 Hz 380
27. Titik A terletak dalam medan listrik. Kuat medan listrik di titik A= 0,5 N C. Jika di titik A diletakkan benda bermuatan listrik 0,25 C, maka pada benda tersebut bekerja gaya Coulomb sebesar … A. 0,125 N D. 0,40 N B. 0,25 N E. 0,70 N C. 0,35 N 27. Jawab : A F = E.q F = 0,5.0,25 = 0,125 N 28. Untuk memperbesar arus pergeseran dalam kapasitor keping sejajar dapat dilakukan upaya: (1). menambah kecepatan perubahan flux listrik (2). memperbesar jarak kedua keping (3). memperbesar luas permukaan keping (4). mengubah arah arus induksi Pernyataan yang benar adalah … A. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1), (2), (3) dan (4) E. (3) dan (4) C. (1) dan (3) 28. Jawab : C Cukup jelas 29. .
Perhatikan rangkaian listrik berikut ini! Kuat arus yang melewati hambatan 20 ohm adalah … A. 0,6 A D. 10 A
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 71
B. 0,9 A C. 3,0 A
E. 15 A
29. Jawab : D R = V/I R = 2 / 1 = 2 ohm 30. .
30. Jawab : B E = i.R ; 3 = i (4,6 + 0,4) 3=i5 ; Vad = E - ir VAB = 3 – 0,6.0,4 VAB = 3 – 0,24 VAB = 2,76 volt
Pada gambar rangkaian di samping, kuat arus yang melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-masing adalah… A. 0,8 A dan 3,2 V D. 0,4 A dan 1,84 V B. 0,6 A dan 2,76 V E. 0,2 A dan 0,92 V C. 0,6 A dan 3,3 V E = i (R + r) i = 0,6 A
31. Induksi magnetik di sebuah titik yang berada ditengah-tengah sumbu solenoida yang berarus listrik adalah (1). berbanding lurus dengan jumlah lilitan (2). berbanding lurus dengan kuat arus (3). berbanding lurus dengan permeabilitas zat dalam solenoida (4). berbanding terbalik dengan panjang solenoida Pernyataan yang benar adalah … A. (1) dan (3) D. (2), (3) dan (4) B. (2) dan (4) E. (1), (2), (3) dan (4) C. (1), (2) dan (3) 31. Jawab : E Besar induksi magnet di tengah-tengah NI B o
32. .
32. Jawab : A Cukup jelas
Seutas kawat penghantar panjang terletak di antara kutub-kutub magnet dan arus listrik I dialirkan melalui kawat dengan arah seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Kawat akan mengalami … A. gaya searah A D. gaya searah D B. gaya searah B E. tidak mengalami gaya C. gaya searah C
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 72
33. V, B dan I pada gambar ini masing-masing arah gerakkan, induksi magnet dan arus induksi. Arah induksi yang paling tepat ditunjukkan oleh nomor …
A. (1) B. (2) C. (3)
D. (4) E. (5)
33. Jawab : B Cukup jelas 34. Rangkaian RLC seri dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik yang memiliki frekuensi angular = 2500 rad/s Jika R = 600 Ω, L = 0,5 H dan C = 0,4 μF, impedansi rangkaian itu adalah … A. 250 Ω D. 1.000 Ω B. 600 Ω E. 1.250 Ω C. 650 Ω 34. Jawab :C XL = L = 2500.0,5 = 1250 ohm 1 1 XC = = = 1000 ohm C 2500.4.10 7 Z R 2 (XL XL )2
Z 600 2 (1250 1000) 2
Z 360000 62500 Z = 422500 =650 ohm 35. Sebuah elektron bergerak dengan laju 0,6 c. Jika massa diam elektron 9,1×10–31 kg dan laju cahaya c = 3×108 m s–1, maka energi kinetik elektron itu adalah … A. 2,05 × 10–14 J D. 2,05 × 10–20 J –15 B. 2,05 × 10 J E. 2,05 × 10–23 J –16 C. 2,05 × 10 J 35. Jawab : B mt
mo
1
v2 c2
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 73
mo
mt 1
0,6c 2 c2
mt =1,25mo Ek = m.c2= (mt – mo).c2 Ek = (1,25mo – mo).c2 Ek = 0,25mo.c2 Ek = 0,25 x 9,1×10–31x (3×108)2 Ek = 20,5 x 10-16 Ek = 2,05 x 10-15 J 36. Konsep model atom Bohr dan model atom Rutherford berbeda dalam menjelaskan … A. inti dan elektron sebagai bagian atom D. energi elektron yang beredar mengelilingi inti B. jenis muatan listrik dalam atom E. percobaan gelombang elektromagnetik C. massa atom yang terpusat di inti 36. Jawab : D 37. Perbandingan jumlah energi radiasi kalor yang dipancarkan tiap detik satu satuan luas permukaan dari dua benda hitam sempurna masing-masing bersuhu 47oC dan 367oC adalah … A. 1 : 2 D. 2 : 1 B. 1 : 4 E. 16 : 1 C. 1 : 16 37. Jawab : C 4 W1 eσT1 W2 eσT24
W1 T1 W2 T2
4
4
4
W1 320 W1 1 1 ; W2 640 W2 2 16 38. Frekuensi cahaya tampak 6 × 1014 Hz. Jika h = 6,625 × 10–34 Js, maka besar energi fotonnya adalah A. 1,975 × 10–17 J D. 4,975 × 10–19 J –18 B. 2,975 × 10 J E. 5,975 × 10–19 J –19 C. 3,975 × 10 J 38. Jawab :C E=h.f E = 6,625 × 10–34. 6 × 1014 E = 3.975 x 10-19 J 39. Massa inti
9 4
Be = 9,0121 sma, massa proton = 1,0078 sma dan massa neutron 1,0086 sma. Bila
1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV, maka energi ikat atom 94 Be adalah … A. 51,39 MeV D. 90,12 MeV B. 57,82 MeV E. 90,74 MeV KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 74
C. 62,10 MeV 39. Jawab : B m = (Zmp + (A-Z) mn – minti). = (4.1,0078 + 5.1,0086) – 9,0121 = 4,0312 + 5,043 – 9,0121 = 9,0742 – 9,0121 = 0,0621 sma E = m x 931 MeV = 0,0621 . 931 = 57,82 MeV 40. .
Grafik berikut ini menunjukkan peluruhan suatu bahan radioaktif. Berdasarkan grafik peluruhan bahan radioaktif tersebut di atas, besarnya konstanta peluruh adalah … A. 0,017 s–1 D. 1,390 s–1 –1 B. 0,035 s E. 2,770 s–1 –1 C. 0,350 s
40. Jawab : B Dari grafik diperoleh, bahwa setelah 20s, bahan radioaktif yang tersisa ½No, berarti waktu paruhnya adalah 20s (T = 20s) 0,693 0,693 ; λ λ T 20 = 0,0346 ≈ 0,035
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 75
1. .
Hasil Pengukuran tebal kayu yang diukur dengan jangka sorong ………. cm A. 1,37 D. 1,17 B. 1,26 E. 1,09 C. 1,21
1. Jawab: B cukup jelas 2. Dua buah gaya (setitik tangkap) saling tegak lurus, besarnya masing-masing 12 N dan 5 N. Besar resultan kedua gaya tersebut adalah … A. 17 N D. 9 N B. 15 N E. 7 N C. 13 N 2. Jawab : C R=
2
F1 F22 2F1F2cosθo R = (122 + 52 + 2.12.5.cos90o) R = (144 + 25 + 0) R = (169) = 13 N 3. .
Gerak pesawat terbang dapat digambarkan sebagai grafik v terhadap t seperti di samping. Jarak yang ditempuh pesawat selama 6 detik pertama …. A. 50 D. 300 B. 100 E. 600 C. 150
3. Jawab : E v v o 150 50 100 a t m.s 2 t 6 6
st v o t 12 at 2
St = 50.6 +
1 2
.
100 2 .6 = 300 + 300 6
= 600 m 4. Dua titik A dan B terletak pada sebuah piringan hitam di mana jari-jari titik A lebih kecil daripada jari-jari titik B. Jika piringan hitam diputar maka berlaku; (1). kecepatan sudut titik A dan B sama (3). percepatan sudut titik A dan B sama (2). kecepatan linier titik A dan B berbeda (4). percepatan linier titik A dan B sama Pernyataan yang benar adalah … A. (2) dan (3) D. (3) dan (4) B. (1) dan (3) E. (4) saja C. (2) dan (4) KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 76
4. Jawab : A Cukup jelas B A
5. Seorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 ms-2. Besar desakan kaki orang pada lantai lift adalah .... A. 600 N D. 120 N B. 420 N E. 100 N C. 180 N 5. Jawab : C Lift dipercepat ke bawah pada lift yang sedang bergerak terdapat gaya tekan kaki orang yang sama dengan gaya normal dan tidak sama dengan gaya tarik bumi N a m.g
m.g – N = m.a N = m.g – m.a = 60.10 – 60.3 N = 600 – 180 = 420 N 6. Sebuah teropong bintang memiliki lensa obyektif dengan jarak fokus 100 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 5 cm. Teropong itu digunakan untuk mengamati benda langit dengan mata tak berakomodasi. Agar bayangan dapat ditangkap dengan jelas pada sebuah layar yang dipasang pada jarak 10 cm di belakang okuler , maka lensa okuler harus digeser sejauh .... A. 10 cm D. 2 cm B. 7 cm E. 1 cm C. 5 cm 6. Jawab : B fob = 100 cm fok = 5 cm 1 1 1 1 1 1 ; f ok s ok s ok ' 5 s ok 10
50 1 1 1 ; s ok = 10 cm 5 s ok 5 10 Pergeseran = 10 - fok = 10 – 5 = 5 cm
7. Es massa 125 gr suhu 00C dimasukkan ke dalam 500 gr air suhu 200C. Ternyata es melebur seluruhnya. Bila kalor lebur es = 80 kal./gr dan kalor jenis air 1 kal/gr0C, maka suhu akhir campuran adalah … KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 77
A. 0oC B. 5oC C. 10oC
D. 15oC E. 20oC
7. Jawab : A Qterima = mes.lebur.L + mes.ces.air.t Qterima = 125.80 + 125.1 (tc - 0) Qterima = 10000 + 125tc kal Qlepas = mair.cair.t Qlepas= 500.1.(20 - tc) Qlepas= 10000 - 500tc Qlepas = Qterima 10000 – 500 tc = 10000 + 125 tc -626 tc = 0 tc = 00C 8. Sebuah pengukur volt (voltmeter) mempunyai hambatan dalam 1000 dan daya pengukur maksimum 10 volt. Cara mengubah alat itu supaya daya pengukurannya dapat sampai 100 volt adalah.... A. Dengan memasang hambatan dalam tambahan 10000 ohm B. Dengan mengganti hambatan dalam 10000 ohm C. Dengan memasang hambatan tambahan 10000 ohm D. Dengan mengganti hambatan dalam 1000 ohm E. Dengan memasang hambatan tambahan 100 ohm 8. Jawab : B V1 I R . 1 V2 I R2 10 1000 . 100 R2 R2 = 10000 ohm 9. .
Perhatikan diagram rangkaian listrik di samping. Besar tegangan antara kedua ujung hambatan 30 Ω adalah .... A. 0,5 volt D. 2,0 volt B. 1,0 volt E. 2,5 volt C. 1,5 volt
9. Jawab : E
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 78
I1 Loop I
I3 Loop II
I2 Pada loop I E = i.R E1 = -i1 (R35 + R30) – i3.R12 6 = -i1 (35 + 30) – i3. 12 6 = - 65i1 – 12i3 ...............(1) Pada loop II E = i.R E1 – E2 = -i2 (R65 + R15) – i3.R12 6 – 12 = - i2 (65 + 15) – i3. 12 – 6 = – 80i2 – 12i3 ...............(2) Dari Hukum I Kirchhoff i1 + i2 = i3 i2 = i3 - i1 maka pers. (2) –6 = - 80(i3 – i1) – 12i3 –6 = 80 i1 – 80 i3 – 12i3 –6 = 80 i1 – 92i3 ...............(3) 6 = – 65i1 – 12i3 ...............(1) x 92 –6 = 80 i1 – 92i3 ...............(3) x 12 552 = – 5980i1 – 1104i3 –27 = 960i1 – 1104i3 – 579 = – 6940 i1 i1 = – 0,083 A V30 = i1.R30 V30 = – 0,083.30 V30 = 2,5 volt 10. Pernyataan-pernyataan berikut ini adalah sifat gelombang elektromagnetik: (1). dapat mengalami polarisasi (3). merambat lurus dalam medan magnet dan medanlistrik (2). merupakan gelombang transversal (4). terdiri atas partikel-partikel bermuatan listrik Pernyataan yang benar adalah … A. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1), (2), (3) dan (4) E. (4) saja C. (1) dan (3) 10. Jawab : B Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah ; 1. perubahan medan magnet dan medan listrik 2. arah medan listrik tegak lurus dengan medan magnet 3. gelombang transversal KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 79
4. 5. 6. 7.
mengalami pemantulan, pem-biasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi E = c.B tidak dipengaruhi medan magnet dan medan listrik karena tidak bermuatan listrik. c = 3 x 108 m/s
11. Sebuah mobil bermassa 2 ton menempuh belokan pada jalan datar yang radiusnya 25 m. Jika koefisien gesekan statis roda dan jalan 0,4, maka kelajuan maksimum yang dapat dimiliki mobil dengan baik adalah.... A. 10 m/s D. 10,5 m/s B. 5 m/s E. 9,5 m/s C. 20 m/s 11. Jawab : A Agar supaya motor tidak selip,maka gaya gesek roda dengan jalan harus sama dengan gaya sentriprtal saat motor menikung. (f = µ.N), maka berlaku persamaan ; Fgesek = Fsp
v2 v2 N m. ; .mg m. R R 2 .g R . v
v=
.g.R = 0,4.10.25
v = 100 = 10 m/s 12. Sebuah planet yang bermassa m bergerak mengitari matahari menurut orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari R. Jika massa matahari M, konstanta gravitasi G dan matahari dianggap dalam keadaan diam, maka besar energi total sistem itu adalah ... GMm A. GMm D. R 2R GMm 2 GMm B. E. 2R C.
2R GMm R
12. Jawab : B GMm Em = 2R 13. .
13. Jawab : C 1 E P F .x 2
Perhatikan grafik hubungan gaya (F) terhadap pertambahan panjang (x) suatu pegas pada gambar di samping. Saat gaya nya 40 N, pegas memiliki energi potensial 0,4 joule. Konstanta pegas tersebut adalah … A. 500 N m–1 D. 2.500 N m–1 –1 B. 1.000 N m E. 4.000 N m–1 –1 C. 2.000 N m
;
x
2.Ep F
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 80
2.0,4 0,02 m 40 k = F/x = 40/0,02 = 2000 N/m x
14. .
Untuk memindahkan benda sejauh 10 m, gaya F melakukan usaha 250 joule. Besar gaya F adalah A. 2,5 N D. 500 N B. 5 N E. 2.500 N C. 25 N
14. Jawab : D W = F.cos 60o. S W 250 F= 50N o S.cos 60 10. 21 15. .
Benda massanya 5 kg jatuh bebas dari A seperti pada gambar. Jika g = 10 m s–2, hitunglah energi kinetik benda pada saat berada di B, dengan menggunakan hukum energi mekanik. A. 2500 joule D. 1000 joule B. 2000 joule E. 500 joule C. 1500 joule
15. Jawab : C Em A EmB Ek A Ep A Ek B EpB 0 mgh A Ek B mgh B 0 5.10.40 Ek B 5.10.10 EkB = 2000 – 500 = 1500 joule 16. Sebuah bola m = 200 gram dilempar mendatar dg kecepatan 5 m s–1. Kemudian bola dipukul searah dengan arah mula-mula. Bila lamanya bola bersentuhan dengan pemukul 1 ms dan kecepatan bola setelah meninggalkan pemukul 15 m s–1, besar gaya yang diberikan oleh pemukul adalah … A. 2,0 × 102 N D. 2,5 × 103 N B. 1,0 × 103 N E. 4,0 × 103 N 3 C. 2,0 × 10 N 16. Jawab ; C F.∆t = m.(v’ – v ) F.0,001 = 0,2.(15 – 5 ) F = 2000 N 17. .
Perhatikan gambar ! Balok AB = 5 m, BZ = 1 m (Z = titik berat balok). Jika berat balok 100 N, maka berat beban C adalah A. 40 N D. 90 N B. 60 N E. 92 N C. 80 N
17. Jawab ; C KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 81
W = TB ; W = B WW.rW = TB.rB 100.4 = W.5
= 0 ;
W = 80 N
18. .
Koordinat titik berat bidang pada gambar di samping adalah … A. (1,3) D. (5,0) B. (1,5) E. (5,1) C. (3,1)
18. Jawab : E
Y0 = 1 X0 = 5 19. Dua buah gaya F1 dan F2 masing-masing 8√2 N dan 2 N terletak pada bida ng datar. Koordinat titik tangkap kedua gaya berturut-turut (2,2) dan (0,3). Sedangkan arahnya terhadap sumbu x positip berturut-turut 450 dan 900 maka … (1). pasangan kedua gaya itu disebut kopel (3). komponen gaya F2 searah sumbu x adalah 2 N (2). resultante kedua gaya itu sebesar 10√2 N (4). komponen gaya F1 searah sumbu x sebesar 8N Pernyataan yang benar adalah … A. (1), (2), (3) dan (4) D. (2) dan (4) B. (1), (2) dan (3) E. (4) saja C. (1) dan (3) 19. Jawab ; E F2 F1 45o (1) bukan kopel F2
F1
45o (2) R (F 1cos45
o
F 2 cos90
o
) 2 (F 1 sin45
o
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
F2 ) 2
Page | 82
R (8 2. 21 2 2.0) 2 (8 2. 21 2 2)2
R (8 )2 (10)2 (164) R = 164 = 164 (3) F2x = F2cos90o = 2.0 = 0 (4) F1x = F1cos45o = 82.½2 = 8
20. .
Pada gambar di samping, air mengalir melewati pipa venturimeter. Jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 4 cm2 dan g = 10 m s–2, maka kecepatan (v) air yang memasuki pipa venturimeter adalah … A. 3 m s–1 D. 9 m s–1 –1 B. 4 m s E. 25 m s–1 –1 C. 5 m s
20. Jawab : B
v1 A 2
2gh 2.1000.45 2 4 A A2 52 4 2 2 1
90000. 4 10000 9 v1 =400 cm/s = 4 m/s v1 4
21. Partikel-partikel gas ideal mempunyai sifat antara lain: (1). selalu bergerak bebas (3). tidak mengikuti hukum newton tentang gerak (2). tidak saling tarik menarik antara partikel (4). bila bertumbukan lenting sempurna Pernyataan di atas yang benar adalah .... A. 1, 2 dan 3 D. 1 dan 3 B. 1, 3 dan 4 E. 1, 2 dan 4 C. 2, 3 dan 4 21. Jawab : E Cukup jelas 22. Di dalam sebuah ruang tertutup terdapat gas bersuhu 27 oC. Jika gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali mula-mula, maka gas tersebut harus dipindahkan sampai suhu ….oC. A. 1350 D. 1080 B. 1500 E. 1200 C. 1227 22. Jawab : C
2 2 . k . T atau T = . Ek 3 3k 2 2 T1 : T2 = . Ek1 : . Ek2 3k 3k 2 2 300 : T2 = . Ek1 : . 5Ek1 3k 3k
Ek =
300 : T2 = 1 : 5 T2 = 1500 K = 1227oC
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 83
23. Efisiensi mesin Carnot yang tiap siklusnya menyerap kalor pada suhu 960 K dan membuang kalor pada suhu 576 K adalah … A. 40 % D. 60 % B. 50 % E. 80 % C. 56 % 23. Jawab : A T 576 384 1 2 ; 1 T1 960 960 = 40 % 24. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 918 Hz, bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 m s–1. Kecepatan rambat bunyi di udara 340 m s–1. Jika pengamat bergerak dengan kecepatan 17 m s–1 searah dengan gerak sumber bunyi, maka frekuensi yang didengar oleh pengamat adalah … A. 620 Hz D. 1.194 Hz B. 934 Hz E. 1.220 Hz C. 969 Hz 24. Jawab: C
fp
v vp
fs ; f p
340 17 918 340 34
v vs 323 fp 918 969 Hz 306
25. Intensitas bunyi sebuah sumber pada jarak 1 meter adalah I watt m–2. Jika detektor (alat ukur) intensitas di geser sehingga intensitas menjadi 12 I watt m–2 dan √2 = 1,41, maka jarak pergeseran detektor adalah … A. 0,25 meter D. 0,75 meter B. 0,41 meter E. 1,41 meter C. 0,50 meter 25. Jawab : E A S
IA : I B = rB2 : rA2 I : ½I = rB2 : 12 2 = r B2 ;
B
rB = 2 =1,41m
26. Jarak 2 lampu mobil = 1,5 m. Lampu diamati oleh orang yang diameter pupil matanya 1,22 mm. Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan kedua lampu mobil itu rata-rata 4.500 Å . Jarak mobil maksimum supaya nyala lampu itu masih dapat dipisahkan oleh mata adalah … A. 4,5 × 103 m D. 1,5 × 103 m 3 B. 3,3 × 10 m E. 1,2 × 103 m KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 84
C. 1,8 × 103 m 26. Jawab : B do
1,22..L D
;
L
d 0 .D 1,22.
1,5.1,22 x10 3 1,22.4,5 x10 7 1,5.x10 3 L 3,3x10 3 m 4,5 x10 7
L
27. .
Dua keping logam yang sejajar dan jaraknya 0,5 cm satu dari yang lain diberi muatan listrik yang berlawanan (lihat gambar) hingga beda potensial 1010 volt. Bila muatan elektron adalah 1,6 × 10–19 C, maka besar dan arah gaya coulomb pada sebuah elektron yang ada di antara kedua keping adalah … A. 0,8 × 10–7 N, ke atas D. 3,2 × 10–7 N, ke bawah –7 B. 0,8 × 10 N, ke bawah E. 12,5 × 10–7 N, ke atas –7 C. 3,2 × 10 N, ke atas
27. Jawab : C W = q.V F.r = q.V F.5x10-3 = 1,6 x 10-19.1010 F = 3,2 x 10-7N 28. Pernyataan di bawah ini berkaitan dg sebuah kapasitor keping sejajar yang diberi tegangan tertentu: (1). Kapasitor direndam dalam suatu zat cair dielektik dengan luas penampang yang diperbesar (2). Kapasitor dibiarkan di udara dengan jarak antar keping diperbesar (3). Kapasitor direndam dalam suatu zat cair dielektrik dengan jarak keping diperkecil Untuk dapat menyimpan muatan yang lebih banyak, dapat dilakukan kegiatan nomor … A. (1) dan (2) D. (1) saja B. (1) dan (3) E. (2) saja C. (2) dan (3) 28. Jawab : B
C
k 0 A d
29. Dua buah kapasitor masing-masing mem-punyai kapasitas 2 μF dan 4 μF dirangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah … A. 1/6 Μf D. 4/3 μF B. ½ μF E. 6 μF C. 3/4 Μf 29. Jawab : D 1 1 1 C tot C1 C 2
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 85
1 1 1 C tot 2 4 Ctot = 4/3 Μf 30. Induksi magnetik pada solenoida dapat diperbesar antara lain dengan cara … A. memperkecil kuat arus dalam solenoida D. memperbesar luas kumparan B. memperkecil jumlah lilitan E. memperbanyak jumlah lilitan C. memperkecil luas kumparan 30. Jawab : E Besar induksi magnet pada ujung salenoida μ NI B o 2 Besar induksi magnet di tengah-tengah μ NI B o Jadi induksi magnetik pada solenoida dapat diperbesar dengan - memperbesar kuat arus - dan memperbanyak jumlah lilitan 31. Besar induksi magnet yang berjarak x cm dari sebuah kawat lurus panjang berarus 6 ampere adalah 1,5 × 10–5 Wb/m2. maka harga x adalah .... A. 2 cm D. 8 cm B. 4 cm E. 10 cm C. 6 cm 31. Jawab : D B=
o I 2x
;
x
μoI 2ππ
4ππx1 7 . 6 8 x 10 2 m 2ππ.1,5x1 5 X = 8 cm x
32. .
Medan magnetik B homogen ke atas menembus bidang gambar. Jika sebuah elektron bebas bergerak dengan laju tetap ke arah utara (U) maka gaya magnetik menyebabkan lintasan gerak elektron membelok ke arah A. Timut (T) D. Atas B. Barat (B) E. Bawah C. Selatan (S)
32. Jawab : B Cukup jelas 33. Bila sepotong kawat yang vertikal digerakkan ke arah Selatan memotong tegak lurus garis-garis gaya magnet homogen yang arahnya ke Timur, maka dalam kawat timbul GGL Induksi yg menghasilkan arus induksi dengan arah … A. ke Utara D. ke bawah KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 86
B. ke Barat C. ke Selatan
E. ke atas
33. Jawab : D Cukup jelas 34. Pernyataan di bawah ini yg merupakan syarat rangkaian R-L-C beresonansi adalah … A. XL sama dengan XC 1 1 B. Frekuensi resonansi = 2 LC C. Frekuensi sudut resonansi sebanding dengan LC D. Sifat induktif tidak saling meniadakan dengan sifat kapasitif E. Induktansi induktor waktu resonansi sebanding dengan kuadrat frekuensi sudut 34. Jawab : A Jika XL = XC , maka rangkaian bersifat resistif ( i dan V sefase , pada saat ini terjadi resonansi) Ketika terjadi resonansi, impedansi mencapai harga minimum yaitu : Z = R, dan arus yang mengalir mencapai harga maksimum yaitu :
i
V V Z R
Besar frekuensi ketika terjadi resonansi adalah : 1 f 2 LC 35. .
Radiasi kalor benda hitam mempunyai grafik antara E dan seperti grafik di samping ini. Pernyataan yang benar adalah … A. E1 :T1 < E2 :T2 D . λ 1 : λ 2 = E2 : E1 B. T1 < T2 E . λ1 : λ2 = E1 : E2 C. λ1 : λ2 = T2 : T1
35. Jawab : C T2 < T1 dan m2 > m1 W = e . . T4
E1 T14 E 2 T24 1 T2 2 T1
;
m
C T
36. Pernyataan berikut ini berhubungan dengan atom Thomson kecuali … A. atom bukan partikel terkecil dari suatu unsur B. muatan positif tersebar merata dalam isi atom C. elektron pada atom tersebar diantara muatan positif D. elektron adalah bagian dari atom yang bermuatan negatif E. elektron mempunyai massa yang sama dengan massa muatan positif 36. Jawab:A Model Atom Thomson KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 87
1. 2. 3. 4. 5.
Atom bukanlah partikel yang tak dapat dibagi lagi. Thomson menemukan elektron. Model atom menurut Thomson, seperti roti kismis. ). Atom merupakan bola dengan diameter 10-10 m atau 1 angstrom ( A Atom netral bila jumlah muatan positif = jumlah muatan elektron
37. Sebuah pesawat antariksa melewati bumi dengan kelajuan 0,6 c. Menurut penumpang pesawat panjang pesawat , maka menurut orang di bumi panjang pesawat adalah A. 2 L D. 0,6 L B. L E. 0,4 L C. 0,8 L 37. Jawab : C L' L 1
L' L 1 L’ = 0,8 L
V2 C2
(0,6)2 L 0,64 C2
38. Apabila massa inti 6C12= 12 sma, massa proton 1,00783 sma dan massa netron = 1,008665 sma (1 sma = 931 MeV), maka energi ikat atom tersebut adalah … A. 41,107 MeV D. 92,141 MeV B. 47,110 MeV E. 107,92 MeV C. 72,141 MeV 38. Jawab : D m = (Zmp + (A-Z) mn – minti). = (6.1,00783 + 6.1,008665) – 12,000 = 0,09897 sma E = m x 931 MeV E = 92,141 MeV 39. Waktu paruh suatu isotop radioaktif 24 jam, setelah 48 jam massa y tertinggal adalah … A. 12 kali semula D. 481 kali semula B. C.
1 4 1 12
kali semula
E.
1 24
kali semula
kali semula
39. Jawab : B N = No(½)t/T N = No(½)48/24 N = No(½)2 N = 14 No 40. Atom 7 N14 ditembak dengan partikel alpha. Dalam proses ini dihasilkan isotop oksigen 8O17, maka partikel yg dibebaskan adalah … A. Proton D. positron B. Elektron E. foton C. Neutron KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 88
40. Jawab : A 14 2 He 4 8 O17 X 7H X 1H1 proton
1. .
Pengukuran diameter bola kecil dengan milkrometer dapat dilihat seperti gambar. .. Hasil pengukurannya adalah ... A. 5,57 mm D. 6,67 mm B. 6,07 mm E. 6,50 mm C. 6,57 mm
1. Jawab : C Skala utama 6,5 mm Skala nonius 0,07mm Hasil = 6,57 mm 2. Hasil pengukuran panjang dan lebar suatu lantai ádalah 12,61 m dan 5,2 m. Menurut aturan angka penting, luas lantai tersebut adalah … A. 65 m2 D. 65,6 m2 2 B. 65,5 m E. 66 m2 2 C. 65,572 m 2. Jawab: E Perkalian atau pembagian angka penting hasilnya mengikuti faktor yang angka penting paling sedikit 12,61 x 5,2 = 65,572 = 66 2 AP 3. .
Tiga buah vektor setitik tangkap terlihat seperti gambar berikut. Besar masing-masing vektor adalah :
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 89
|V1| = 30 satuan, |V2| = 30 satuan, |V3| = 40 satuan Besar resultan ketiga vektor tersebut adalah A. 30 satuan D. 90 satuan B. 40 satuan E. 110 satuan C. 50 satuan 3. Jawab : C R=
2
V x V y2 = ((V2 cos30o + V3 - V1cos30o)2 + (V2sin30o + V1sin30o)2)
R = ((30.½3 + 40 – 30.½3)2 + (30.½ + 30.½)2) = ((40)2 + (30)2) = (1600 + 900) R = 2500 = 50 N 4. Sebuah batu dijatuhkan dari puncak menara yang tingginya 40 m di atas tanah. Jika g = 10 m s–2, maka kecepatan batu saat menyentuh tanah adalah … A. 20√2 m s –1 D. 10 m s–1 –1 B. 20 m s E. 4√2 m s –1 –1 C. 10√2 m s 4. Jawab : A 2
vt vo2 2 gh 2
Karena vo = 0, maka vt 2 gh ; vt
vt
2 gh
2.10.40 400.2
20 2 m s
–1
5. Pada sebuah benda yang bergerak beraturan dengan lintasan melingkar, kecepatan liniernya bergantung pada … A. massa dan jari-jari lingkaran D. periode dan jari-jari lintasan B. massa dan periode E. kecepatan sudut dan jari-jari lingkaran C. massa dan frekuensi 5. Jawab : D
v R v 2 fR 2 v R T
6. .
Benda bermassa 4 kg terletak pada bidang miring seperti tampak pada gambar di bawah ini. Jika koefisien gesekan statik antara balok dan bidang miring adalah 31 3 dan g = 10 m s–2, maka resultan gaya yang meluncurkan benda adalah … A. 0 N D. 8√3 N B. 8 N E. 12 N C. 8√2 N
6. Jawab : A
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 90
N f W sin W
W cos
Pada balok berlaku : F = m .a F = W sin 30o – f F = m.g. sin 30o - µ N F = m.g. sin 30o - µ m.g.cos 30o F = m.g. sin 30o - µ m.g.cos 30o F = 4.10.½ - 13 3 .4.10.½3 F = 20 – 20 F=0N 7. Sebuah roket yang beratnya W diluncurkan vertikal ke atas dari muka bumi . Jika D adalah diameter bumi, maka tepat saat roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi, berat roket adalah … A. 4 W D. 0,5 W B. 2 W E. 0,25 W C. W 7. Jawab : E
W G
M .m r2
dimana r = 0,5 D M. m shg W 4.G 2 D Pada saat : r = h + 0,5 D = 0,5 D + 0,5 D =D
Wp G
M .m D2
W = 4.W p Atau W p = 0,25W 8. .
Di samping ini adalah sebuah sistem yang menggunakan sebuah katrol dan 2 buah beban. Jika gesekan katrol diabaikan, maka tegangan tali T pada keadaan seimbang adalah … A. 3 N D. 18 N B. 9 N E. 21 N C. 12 N
8. Jawab : D Fy = 0 T = 9 / sin 30o T = 18 N KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 91
9. Gambar di bawah menunjukkan 4 benda yang berada dalam keadaan seimbang.
Keseimbangan yang stabil ditunjukkan oleh gambar … A. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1) dan (3) E. (3) saja C. (2) dan (3) 9. Jawab : E - (1) dan (2) benda Labil - (3) Benda Stabil - (4) Benda Netral 10. .
Perhatikan gambar di bawah. Tiga partikel dengan massa m, 2m, dan 3m dipasang pada ujung kerangka yang massanya diabaikan. Sistem terletak pada bidang xy. Jika sistem diputar terhadap sumbu y, maka momen inersia sistem adalah A. 5 m a D. 6 m a2 B. 7 m a E. 7 m a2 2 C. 5 m a
10. Jawab : E I = 3m.a2 + m.(2a)2 I = 3ma2 + 4ma2 I = 7ma2 11. Sebuah benda massa 5 kg berada 10 meter di atas permukaan bumi. Percepatan gravitasi = 10 m s-2. Besar usaha untuk memindahkan benda tersebut ke atas ketinggian 15 meter dari permukaan bumi adalah … A. 75 joule D. 750 joule B. 250 joule E. 1.250 joule C. 500 joule 11. Jawab : B W = m.g.(h1 – h0) W = 5.10.(15 – 10) W = 250 joule 12. .
Grafik berikut menunjukkan hubungan F (gaya) terhadap x (pertambahan panjang) suatu pegas. Jika pegas disimpangkan 8 cm, maka energi potensial pegas tersebut adalah … A. 1,6 × 10–2 joule D. 16 joule B. 6,4 × 10–1 joule E. 128 joule
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 92
C. 8 joule 12. Jawab : B K = F/x = 2/0,01 = 200 N/m
EP
1 1 k . x 2 , E P 200 . (0,08) 2 2 2
Ep = 0,64 = 6,4 × 10–1 joule 13. .
A
Sebuah benda massanya 0,5 kg digantung dengan benang (massa benang diabaikan) dan diayunkan hingga ketinggian 20 cm dari posisi A (lihat gambar di bawah). Bila g = 10 m/s2, kecepatan benda saat di A adalah … A. 4.000 cm s–1 D. 4 cm s–1 –1 B. 400 cm s E. 2 cm s–1 –1 C. 200 cm s
13. Jawab : C
v 2 gh v
2..10.0,2
v = 4 = 2 m/s = 200 cm/s 14. Sebuah benda yang mula-mula diam, meledak menjadi 2 bagian dengan perbandingan 3 : 2. Bagian yang massanya lebih besar terlempar dengan kecepatan 20 m s–1. Maka kecepatan terlemparnya bagian yang lebih kecil adalah … A. 13,3 m s–1 D. 40 m s–1 –1 B. 20 m s E. 60 m s–1 C. 30 m s–1 14. Jawab : C (ma + mk )v = mava’ + mkvk’ (3 + 2 )0 = 3.20 + 2vk’ 0 = 60 + 2 vk’ vk’ = 30 m/s 15. Sejumlah air bersuhu 32oC dicampur dengan 10 gram es bersuhu –5oC. Pada saat setimbang masih tersisa 5 gram es yang belum lebur. Jika diketahui ces = 0,5 kal gr–1 oC, cair = 1 kal gr–1 oC dan Les = 80 kal gr–1,maka jumlah kalor yg dilepas air adalah …. A. 650 kal D. 400 kal B. 525 kal E. 375 kal C. 425 kal 15. Jawab : C
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 93
t (oC) 32
Q.kal –5
Qterima = mes.ces.t + mes.lebur.L Qterima = 10.0,5(0 + 5) + 5.80 Qterima = 25 + 400 = 425 kal Qlepas = Qterima Qlepas = 425 kal 16. Pernyataan berikut yang bersesuai dengan konsep radiasi kalor adalah … A. kalor berpindah dalam bentuk gelombang mekanik B. kalor berpindah melalui zat perintang C. benda hitam lebih mudah menyerap kalor dari pada memancarkannya D. laju kalor yang diterima benda lebih besar dari yang dipancarkannya E. energi total yang dipancarkan benda tergantung suhunya 16. Jawab : E Dari hasil percobaan kemudian dirumuskan oleh Josef Stefan diperoleh, besarnya energi per satuan luas, per satuan waktu yang dipancarkan oleh benda yang bersuhu T adalah:
W e .T 4
dimana : W = energi yang dipancarkan per satuan waktu, per satuan luas (watt/m2) e = koefisien emisivitas ( nilainya 0 < e < 1) = konstanta Stefan-Boltzmann ( 5,672 . 10 -8 watt/m2 K 4 ) T = suhu mutlak benda, dalam satuan kelvin (K). Untuk benda hitam sempurna, harga e = 1, karena benda hitam merupakan pemancar dan penyerap kalor yang baik. Sedangkan permukaan yang mengkilap termasuk pemancar dan penyerap kalor yang buruk, sehingga e 0 17. .
Bak air berpenampang luas, berlubang kecil di A. Kecepatan air yang keluar dari lubang A adalah … A. berbanding lurus dengan h B. berbanding lurus dengan h1 C. berbanding lurus dengan √h D. berbanding lurus dengan h2 E. berbanding lurus dengan (h1 – h2)
17. Jawab : C VA = 2gh VA h KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 94
18. Sebanyak 5 mol gas oksigen berada pada keadaan suhu sedang. Apabila R = 8,31 J mol–1 K–1, maka besar kapasitas kalor pada tekanan tetap adalah … A. 20,775 J K–1 D. 145,425 J K–1 –1 B. 62,325 J K E. 186,975 J K–1 C. 103,875 J K–1 18. Jawab : C
5 nR 2 5 Cp = 5 8,31 = 103,875 JK-1 2
Cp =
19. Lima grafik berikut ini menunjukkan hubungan antara tekanan (P) dan volume (V) suatu gas
Proses isobarik ditunjukkan oleh grafik … A. I D. IV B. II E. V C. III 19. Jawab : A Cukup jelas 20. Sebuah mesin gas ideal bekerja dalam suatu siklus Carnot antara 2270C dan 1270C, dan menyerap kalor 1000 joule pada suhu tertinggi. Maka usaha yang dihasilkan dalam satu siklus adalah.... A. 200 joule D. 800 joule B. 300 joule E. 1.200 joule C. 400 juole 20. Jawab : A =
Q Q2 Q w 1 (1 2 ) 100% Q1 Q1 Q1
= (1 Maka :
T2 ) 100% T1
T w (1 2 ) Q1 T1
w 400 (1 ) 1000 500 W = 0,2 . 10000 = 200 J 21. Sebuah teropong dipakai untuk melihat bintang yang menghasilkan perbesaran anguler 6 kali. Jarak fokus lensa obyektif 30 cm, jarak fokus okulernya (mata tak berakomodasi) adalah .... A. 3,5 cm D. 30 cm B. 5 cm E. 10 cm C. 7 cm KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 95
21. Jawab : B M = 6 kali fob = 30 cm 30 f ; 6 M ob f ok f ok 30 ; fok = 5 cm f ok 6 22. Urutan spektrum gelombang elektromagnetik mulai dari frekuensi terbesar adalah … A. Infra merah, cahaya tampak, ultra violet, sinar x B. Sinar gamma, sinar x, ultra violet, infra merah C. Gelombang mikro, infra merah, ultra violet, sinar tampak D. Gelombang TV, ultra violet, sinar gamma, sinar x E. Ultra violet, sinar x, sinar gamma, infra merah 22. Jawab : B 23. Gelombang merambat sepanjang tali dan dipantulkan oleh ujung bebas hingga terbentuk gelombang stasioner. Simpangan suatu titik P yang berjarak x dari titik pantul mempunyai persamaan: yp = 0,2 cos 5πx sin 10πt (y dan x dalam meter dan t dalam waktu). Cepat rambat gelombang tersebut adalah … A. 1 m s–1 D. 3 m s–1 –1 B. 2 m s E. 5 m s–1 –1 C. 4 m s 23. Jawab : B y = 0,2 cos 5πx sin 10πt x y 2 A cos 2 ( ) sin 2 f t
x 2 ( ) = 5πx
= 0,4 m 10πt = 2πft f = 5 Hz v = .f = 0,4 . 5 = 2 m/s 24. .
Seberkas cahaya lewat celah sempit dan menghasilkan interferensi minimum orde ke dua. Apabila lebar celah 2,4 × 10–4 cm maka panjang gelombang cahaya tersebut adalah A. 4.800 Å D. 14.400 Å B. 6.000 Å E. 19.200 Å C. 9.600 Å
24. Jawab : B
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 96
d . sin n.k d sin n 2,4.10 4. sin 30 o 2 = 6.103 Å 25. Intensitas bunyi mesin jahit yang sedang bekerja adalah 10–9 W m–2. Jika intensitas ambang bunyi adalah 10–12 W.m–2, maka taraf intensitas bunyi dari 10 mesin jahit yang sedang bekerja bersama-sama adalah … A. 400 dB D. 30 dB B. 300 dB E. 3 dB C. 40 dB 25. Jawab : C Untuk 10 mesin I = 10 x 10-9 = 10-8 TI = 10 log
I
Io
10 8 10 12 = 10 log 104 = 10. 4 = 40 dB
Maka TI = 10 log
26. Ada 4 benda titik yang bermuatan yaitu A, B, C dan D. Jika A menarik B, A menolak C dan C menarik D sedangkan D bermuatan negatip, maka …… A. muatan B positip, muatan C positip B. muatan B positip, muatan C negatip C. muatan B negatip, muatan C positip D. muatan B negatip, muatan C negatip E. muatan A positip, muatan C negatip 26. Jawab : C A+
B– C+
D–
27. Sebuah kapasitor diberi muatan 10–8 C dan mempunyai potensial 100 volt antara plat-platnya. Energi yang tersimpan di dalamnya adalah … A. 5 × 10–5 joule D. 5 × 10–7 joule –6 B. 5 × 10 joule E. 1 × 10–8 joule –6 C. 1 × 10 joule 27. Jawab : C W=qV W = 10-8 100 = 1 x 10-6 joule 28. .
Berdasarkan gambar di bawah, kuat arus yang melewati hambatan 10 ohm adalah …
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 97
A. 0,06 A B. 0,18 A C. 0,24 A
D. 60,00 A E. 240,00 A
28. Jawab : A I = (60/100) x 0,1 A = 0,06 A 29. .
Perhatikan rangkaian di bawah ini. Besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah ... A. 0,33 A D. 1,00 A B. 0,50 A E. 1,33 A C. 0,67 A
29. Jawab : B E = i.R E1 + E2 = i (R6 + R7 + R3) 5 + 3 = i (6 + 7 + 3) 8 = i 16 i = 0,5 A 30. Dari sebuah selonoide disajikan tabel data seperti di bawah ini. Keadaan i (ampere) N (lilitan) I (cm) (1) 2 1000 10 (2) 4 1000 10 Perbandingan induksi magnetik di pusat selonoide pada keadaan (1) dengan keadaan (2) adalah … A. 1 : 2 D. 4 : 1 B. 1 : 4 E. 8 : 1 C. 2 : 1 30. Jawab : A Besar induksi magnet di tengah-tengah
B
o NI
μo N1I1 μo .1000.2 B1 1 1 10 μ N I μ 1000.4 B2 2 o 22 o 2 10 31. Dua kawat sejajar l dan m masing-masing panjangnya 2 m dan terpisah pada jarak 2 cm. Pada kawat m yang kuat arusnya 1,5 A mengalami gaya magnetik dari kuat arus kawat l sebesar 6×10– 5 N (μo = 4π×10–7 T m A–1). Kuat arus pada kawat l adalah … A. 1,2 A D. 2,4 A B. 1,5 A E. 3,0 A C. 2,0 A 31. Jawab : E KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 98
o il i m F 2 a m .i .1,5 6.10 5 o l 2 2 2 .2.10 5 4 .10 7 il .1,5 6.10 2 ,4 .10 2 il = 3 A 32. .
Sebuah penghantar PQRS berada dalam medan magnet homogen B yang arahnya tegak lurus bidang gambar menjauhi pembaca (lihat gambar). Bila kawat TU digeser ke kanan dengan kecepatan v, arah arus induksi yang terjadi adalah … A. dari T ke U terus ke S D. dari Q ke T terus ke P B. dari U ke T terus ke Q E. dari U ke T terus membalik C. dari S ke U terus ke R
32. Jawab : A Cukup jelas 33. .
Rangkaian seri pada gambar di bawah memiliki impedansi minimum jika R = 100 ohm, L = 0,1 H dan C = 10–3π–2 F. Frekuensi tegangan bolak balik yg terpasang adalah … A. 10π Hz D. 100 Hz B. 25π Hz E. 150 Hz C. 50 Hz
33. Jawab : C Ketika impedansi mencapai harga minimum yaitu : Z = R, maka terjadi resonansi, Besar frekuensi ketika terjadi resonansi adalah :
f
1
2 LC 1
f
2 0,1.10 3 2 1 f 50 Hz 2 .10 2. 1
34. Sebuah partikel bergerak dengan laju V = ½ 3 c (c = laju cahaya) Jika m0 = massa diam, m = massa bergerak, Ek = energi, E0 = energi diam, maka berlaku … A. m = 12 m0 ; Ek = 12 E0 B. m =
4 3 3 2
m0 ; Ek = E0
C. m = m0 ; Ek = E0 D. m = 2 m0 ; Ek = 2 E0 E. m = 2 m0 ; Ek = E0 34. Jawab : E KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 99
mt
mo 1
2
v c2
mo
; m t
mt = 2mo Ek = m.c2 (mt – mo).c2 Ek = (2mo – mo).c2 Ek = mo.c2 Ek = Eo
1
1 2
3c c2
2
35. Salah satu postulat Einstein dalam teori relativitas adalah … A. hukum-hukum Newton tetap berlaku untuk benda yang mempunyai kecepatan mendekati kecepatan cahaya B. kecepatan benda dapat lebih besar dari kecepatan cahaya C. kecepatan benda besarnya mutlak tidsk tergantung pada pengamat D. kecepatan cahaya besarnya mutlak tidak tergantung pada pengamatnya E. kecepatan benda menentukan besarnya massa benda 35. Jawab : C Cukup jelas 36. Pernyataan di bawah yang menunjukkan kelemahan dari teori atom Rutherford adalah A. Atom dari suatu unsur tidak bisa berubah menjadi unsur lain B. Atom mempunyai muatan positif yang terbagi merata keseluruhan isi atom C. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa D. Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif E. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis dari atom hidrogen 36. Jawab : B Cukup jelas 37. Sebuah benda hitam bersuhu T Kelvin meradiasikan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Bila λmak dan fmak adalah panjang gelombang dan frekuensi dari gelombang yang meradiasikan kalor dengan intensitas maksimum, maka … A. λmak sebanding dengan T4 B. f λmak sebanding dengan T4 C. λmak sebanding dengan T 1 D. f λmak sebanding dengan T 1 E. λmak sebanding dengan T 37. Jawab : E Cukup jelas 38. Sebuah elektron massanya 9 × 10–31 kg bergerak dengan kelajuan 9 × 107 m.s–1. Bila konstanta Planck = 6,6 × 10–34 Js, maka panjang gelombang de Broglie elektron tersebut adalah … A. 8,15 × 10–12 m D. 1,36 × 103 m –10 B. 6,60 × 10 m E. 1,23 × 109 m –4 C. 7,43 × 10 m 38. Jawab :A
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 100
h m.v
6,6 x10 34 9 x10 31.9 x10 7 = (66/81) x 10-11 =8,15 x 10-12m
39. Pada reaksi fusi : 2 3 4 1 , diketahui massa inti 1H2 = 2,0147 sma, massa inti 1H3 = 3,0169 1H H1 2 He 0 n energi sma , massa inti 2He4 = 4,0039 sma, massa inti 0n1 = 1,0089 sma. Bila 1 sma setara dengan energi sebesar 931 Mev, maka besar energi yang dilepaskan pada reaksi fusi tersebut adalah … A. 16,8442 MeV D. 19,0855 MeV B. 17,5028 MeV E. 20,8544 MeV C. 18,0614 MeV 39. Jawab : B m = (m1 - m2 ) .931 MeV = ((2,0147 + 3,0169) – (4,0039 + 1,0089)). 931 MeV = (5,0316 – 5,0128). 931 MeV = 17,5028 MeV 40. Suatu unsur radioaktif mempunyai massa 10 gram dan waktu paruh 30 menit. Banyaknya zat radioaktif yang meluruh sesudah 2 jam adalah … A. 0,625 gram D. 8,750 gram B. 1,250 gram E. 9,375 gram C. 2,500 gram 40. Jawab : A N = No(½)t/T N = 10(½)120/30 N = 10(½)4 N = 10 16 = 0,625 gram
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 101
1. Hasil pengukuran plat seng, panjang 1,5 m dan lebarnya 1,20 m. Luas plat seng menurut penulisan angka penting adalah … A. 1,8012 m2 D. 1,80 m2 B. 1,801 m2 E. 1,8 m2 2 C. 1,800 m 1. Jawab: E Perkalian atau pembagian angka penting hasilnya mengikuti faktor yang angka penting paling sedikit 1,5 x 1,20 = 1,80 = 1,8 2 AP 2. .
Resultan ketiga gaya pada gambar di bawah adalah … A. 100 N D. 50 N B. 90 N E. 25 N C. 70 N
2. Jawab : B R=
2
Fx Fy2
= ((F1- F3 cos45o)2+(F3sin45o–F2 )2) R = ((302-150.½2)2+(150.½2-302)2) = ((-452)2 + (452)2) = (4050 + 4050) = 8100 = 90 N 3. .
Seorang pengemudi mobil melaju dengan kelajuan 72 km/jam. Ia melihat seekor kuda berdiri di tengah jalan jarak 30 m. Pengemudi menginjak rem dengan gaya pengereman 6000 N dan massa mobil 1200 kg. Peristiwa yang akan terjadi …… A. kuda tidak tertabrak D. kuda tertabrak B. mobil berhenti pada jarak 20 m E. mobil berhenti pd jarak 25 m C. mobil berhenti pada jarak 15 m
3. Jawab : D F 6000 a 5 m.s 2 m 1200 2
vt vo2 2as vo2 vt2 s 2a 2 20 0 2 400 s 40m 2.5 10 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 102
Mobil berhenti pada jarak tempuh 40 m, sehingga melampaui jarak kuda yang 30 m, sehingga kuda tertabrak 4. Akibat rotasi bumi, keadaan Wanda yang bermassa A dan berada di Surabaya dengan Wandi yang berada di London dan bermasaa B, akan sama dalam hal …. A. kecepatan anguler D. gaya gravitasi bumi B. percepatan sentripetal E. gaya sentripetal C. laju linier 4. Jawab : A Cukup jelas 5. Sebuah benda melakukan gerak melingkar beraturan dengan 150 putaran tiap menit. Waktu untuk satu putaran adalah .... A. 60 s D. 0,4 s B. 40 s E. 0,6 s C. 1 s 5. Jawab : E
f T
putaran waktu
; f
150 Hz 60
1 1 60 150 0,4 s f 150 60
6. Sebuah mobil truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m s–1. Mobil direm dan dalam waktu 20 sekon mobil tersebut berhenti. Gaya rem yg bekerja pada mobil tersebut hingga berhenti adalah … A. 10.000 N D. 40.000 N B. 20.000 N E. 50.000 N C. 30.000 N 6. Jawab : A F = m.a F = m.
v o vt t
= 10000.
20 0 = 10.000 N 20
7. Sebuah mikroskop mempunyai lensa obyektif dan okuler yang jarak fokusnya masing-masing 0,9 cm dan 5 cm. Seseorang memasang preparat 10 mm di depan lensa obyektif untuk diamati melalui lensa okuler tanpa akomodasi. Bila obyek preparat mempunyai panjang 0,5 mm dan jarak baca normal orang tersebut 25 cm, maka panjang obyek tersebut akan terlihat menjadi … A. 7,50 mm D. 12,50 mm B. 10,00 mm E. 15,25 mm C. 11,25 mm 7. Jawab : C 1 1 1 sob sob ' fob
; 1 1 1 10 s ob ' 9
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 103
1 1 1 ; 1 2 sob ' 9 10 s ob ' 90
; sob’ = 45 mm = 4,5 cm
S1ob Sn M x Sob f ok 4,5 25 = 4,5 x 5 = 22,5 kali M x 1 5
1 M 0
22,5
' 0,5
; ' = 22,5 x 0,5 = 11,25 mm
8. Setiap detik di matahari terjadi perubahan 4×109 kg materi menjadi energi radiasi. Bila laju cahaya dalam vakum adalah 3×108 m/detik, maka daya yang dipancarkan oleh matahari adalah … A. 3,6×1026 watt D. 5,0×1026 watt 26 B. 4,8×10 watt E. 3,6×1026 watt 26 C. 1,2×10 watt 8. Jawab : E W = E W = mc2 W = .4 x 109.(3 x 108)2 W = 36 x 1025 3,6 x 10 26 P= W = 1 t P = 3,6 x 1026 watt 9. Sepotong es massanya 10 kg dan suhu 0oC (pada titik leburnya), kepada es diberikan kalor 800 kkal. Bila kalor lebur es 80 kkal kg-1, maka keadaan es itu setelah menerima kalor adalah.... A. Seluruhnya melebur menjadi air dan suhunya lebih dari 0oC B. Sebagian melebur menjadi air dan sebagian tetap berupa es, suhu air dan es itu 0oC C. Sebagian melebur menjadi air dan suhu lebih besar dari 0oC dan sebagian tetap berupa es dengan suhu 0oC D. Suhu es akan turun menjadi lebih kecil dari 0oC E. Seluruh es melebur menjadi air dengan suhu tetap 0oC 9. Jawab : E Cukup jelas 10. .
I (A)
Dari hasil suatu percobaan hukum Ohm diperoleh grafik hubungan antara tegangan V dan kuat arus I seperti gambar di bawah ini. Nilai hambatan yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah…. A. 0,5 Ω D. 2,0 Ω B. 1,0 Ω E. 2,5 Ω C. 1,5 Ω
10. Jawab : D KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 104
R = V/I R = 2 / 1 = 2 ohm 11. .
Pada gambar rangkaian di samping, kuat arus yang melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-masing adalah … A. 0,8 A dan 2,2 V D. 0,4 A dan 1,84 V B. 0,6 A dan 2,76 V E. 0,2 A dan 0,92 V C. 0,6 A dan 2,3 V
11. Jawab : B E = i.R E = i (R + r) 3 = i (4,6 + 0,4) 3=i5 i = 0,6 A Vad = E - ir VAB = 3 – 0,6.0,4 VAB = 3 – 0,24 VAB = 2,76 volt 12. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut: (1). Di udara kecepatannya cenderung sebesar 3×108 m s–2 (2). Dapat merambat di ruang hampa (3). Dapat mempengaruhi lempeng film (4). Merupakan gelombang longitudinal Pernyataan yang merupakan sifat gelombang elektromagnetik adalah … A. (1) dan (2) D. (2), (3) dan (4) B. (1), (2) dan (3) E. (3) dan (4) C. (1) dan (4) 12. Jawab : B Cukup jelas 13. Antara dua buah planet masing-masing Ma dan Mb yang berjarak X satu sama lain, bekerja gaya tarik-menarik sebesar F. Oleh karena suatu sebab jarak kedua planet menjadi setengah kali jarak semula, maka gaya tarik-menarik kedua planet menjadi A. ¼ F D. 2 F B. ½ F E. 4 F C. 1 F 13. Jawab: E MM G a2 b F2 r2 F1 G MaMb r12 F2 r12 r1 F1 r22 r2
2
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 105
2
F2 X 4 F 21 X F2 = 4 F
14. .
Tiga buah pegas disusun seperti pada gambar di samping. Konstanta masingmasing k1= 200 Nm–1, k2 = 400 N m–1, k3 = 200 N m–1. Susunan pegas dipengaruhi beban B sehingga mengalami pertambahan panjang 5 cm. Jika g = 10 m s–2 dan pertambahan panjang pegas 1 dan 2 sama, massa beban B adalah A. 16,67 kg D. 1,67 kg B. 7,50 kg E. 0,75 kg C. 3,33 kg
14. Jawab : E Kp = K1 + K2 Kp = 200 + 400 = 600 N/m Kp .K 3 K tot Kp K 3 600. 200 1200 K tot 150 N/m 600 200 8 W = Ktot .x m.g = Ktot .x m.10 = 150.0,05 m = 0,75 Kg 15. Benda bermassa 5 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m s–1. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah …(g = 10 m s–2) A. 200 J D. 350 J B. 250 J E. 400 J C. 300 J 15. Jawab : B Ep1 Ek o 21 mv 2 Ep1 21 .5.10 2 250 joule
16. Sebuah batu dijatuhkan dari puncak menara yang tingginya 40 m di atas tanah. Jika g = 10 m s–2, maka kecepatan batu saat menyentuh tanah adalah … A. 20√2 m s –1 D. 10 m s–1 –1 B. 20 m s E. 4√2 m s –1 –1 C. 10√2 m s 16. Jawab : A
v 2 g (h1 ho ) v 2.10.(40 0)
v = 800 = 202 m/s 17. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 40 m di atas tanah. Bila massa benda 2 kg dan g = 10 m s–2 maka energi kinetik tepat 20 m di atas tanah adalah … KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 106
A. 400 joule B. 800 joule C. 1.600 joule
D. 3.200 joule E. 3.600 joule
17. Jawab : A Em A EmB
Ek A Ep A Ek B EpB 0 mgh A Ek B mgh B 0 2.10.40 Ek B 2.10.20 EkB = 800 – 400 = 400 joule 18. Sebuah bola yang mempunyai momentum P menumbuk dinding dan memantul. Tumbukan bersifat lenting sempurna dan arahnya tegak lurus. Besar perubahan momentum bola adalah … A. 2P D. – 2P B. P/2 E. P C. P/4 18. Jawab : E Pb + Pd = Pb’ + Pd’ P + 0 = -P + 0 ∆P = Pb’ - Pb = -P – P = -2P 19. .
Pada gambar di samping T1 dan T2 masing-masing adalah tegangan sepanjang tali AB dan BC. Pada sistem keseimbangan tersebut berlaku hubungan persamaan … A. T1 + T2√3 – 50 = 0 D. T1√3 + T2 = 0 B. T1 – T2√3 = 0 E. T1+T2√ 3–200 = 0 C. T1√3 + T2 – 50 = 0
19. Jawab : E
Fy = 0 T1 sin 300 + T2 sin 60o – 100 = 0 T1 ½ + T2 ½3 – 100 = 0 T1 + T2 3 – 200 = 0 20. .
Perhatikan gambar di bawah ini !. Koordinat titik berat benda (2,3). Jika X1 = 2 ; Y1= 2 dan Y2 = 8, maka X2 = … A. 3 D. 6 B. 4 E. 8 C. 5
20. Jawab: D KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 107
Y1.A 1 Y2 .A 2 A1 A 2 4.16 1X 2 2.2 3 16 X 2 2.2 YO
64 2 X 2 4 16 2 X 2 4 48 + 6x2 – 12 = 64 + 2x2 – 4 x2 = 6 3
21. .
Sebuah batang homogen panjang 5 m pada masing-masing ujungnya bekerja gaya sebesar 10 N membentuk sudut 300 terhadap batang. Besar momen kopel gaya tersebut adalah … A. 15 Nm sesuai arah jarum jam D. 25√3 Nm sesuai arah jarum jam B. 20 Nm sesuai arah jarum jam E. 50 Nm sesuai arah jarum jam C. 25 Nm sesuai arah jarum jam
21. Jawab : C M = F.d M = 10 sin 30o. 5 M = 25 Nm 22. .
Pada gambar di bawah air mengalir dalam venturimeter. Jika g = 10 m s–2, luas penampang A1 dan A2 masingmasing 5 cm2 dan 3 cm2, maka kecepatan air (V1) yang masuk venturimeter adalah … A. 3 m s–1 D. 9 m s–1 –1 B. 4 m s E. 25 m s–1 –1 C. 5 m s
22. Jawab : A
v1 A 2
2gh 2.1000.80 3 2 A A2 52 32 2 1
160000. 16 v1 3 10000 v1 =300 cm/s = 3 m/s v1 3
23. Pernyataan di bawah ini merupakan sifat dari gas ideal, kecuali.... A. Tumbukannya lenting sempurna D. Tidak berlaku hukum Coloumb B. Berlaku hukum Newton E. Bergerak secara acak C. Berlaku hukum Coloumb 23. Jawab : C Cukup jelas 24. .
Berikut ini adalah grafik hubungan antara energi kinetik rata-rata (Ek) satu nolekul gas monoatomik dengan suhu mutlak (T). Berdasar grafik tersebut, konstantan Boltzmann adalah …
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 108
A. B. C. 24. Jawab: A Ek = 3/2.k.T 2E k 2p k= = 3T 3q
2p 3q
D. 3p 2q
3q 2p 2q 3p
E. p
q
25. Suatu mesin Carnot mempunyai reservoir suhu tinggi 373oC dan reservoir suhu dingin 50oC. Efisiensi yang dihasilkan mesin tiap siklus adalah … A. 50 % D. 85 % B. 58 % E. 137 % C. 70 % 25. Jawab : A η 1
T2 T1
323 325 648 648 = 50 % η 1
26. Cepat rambat bunyi di udara = 340 m s–1. Ambulance dan truk bergerak saling mendekati. Ambulance bergerak dengan kecepatan 40 m s–1, truk bergerak dengan kecepatan 20 m s–1. Bila ambulance membunyikan sirine dengan frekuensi 300 Hz, maka bunyi sirine akan didengar supir truk dengan frekuensi … A. 360 Hz D. 151,6 Hz B. 335 Hz E. 250,0 Hz C. 316,7 Hz 26. Jawab : A v vp 340 20 fp fs ; f p 300 v vs 340 40 360 fp 300 360Hz 300 27. Sebuah alat pengukur intensitas bunyi diletakkan sejauh 5 m dari sumber bunyi , intensitas yang terbaca 5×10–6 watt m–2 . Apabila alat dipindahkan sehingga jarak dari sumber menjadi 10 m, maka intensitas bunyi terbaca adalah … A. 1,25 × 10–6 W m–2 D. 2,50 × 10–6 W m–2 –6 –2 B. 1,50 × 10 W m E. 4,00 × 10–6 W m–2 –6 –2 C. 2,00 × 10 W m 27. Jawab : A
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 109
A S
B
IA : I B = rB2 : rA2 5×10–6 : IB = 102 : 5 2 5×10–6 : IB = 100 : 25 5×10–6 : IB = 4 IB = 5×10–6 / 4 = 1,25 x 10–6 28. Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokhromatik digunakan percobaan Young yang data-datanya sebagai berikut : jarak antara kedua celah = 0,3 mm jarak celah ke layar = 50 cm jarak antara garis gelap ke-2 dengan garis gelap ke-3 pada layar = 1 mm Panjang gelombang sinar monokhromatik tersebut adalah … A. 400 nm D. 580 nm B. 480 nm E. 600 nm C. 500 nm 28. Jawab : A Garis gelap
d p 1 (2k 1) 2 3x104.103 1 (2.2 1) 0,5 2
= 4 x 10-7 m = 400 nm 29. .
Perhatikan gambar. Ketiga muatan listrik adalah segaris. Bila Q = 30 µc, q = 5,0 µc dan d = 30 cm. Maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q ………. A. 7,5 N ke kiri D. 22,5 N N ke kanan B. 7,56 N ke kananE. 22,5 N ke kiri C. 15 N ke kiri
29. Jawab : A
q1q q 2 .q k 2 r r2 Q .q 2 Q .q F k k 2 d (2 d )2
F k
2Q.q 4d 2 2.30x106.5x106 F 9x109. 4.(3x101 )2 Fk
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 110
F
150 . 10 2
1
N
F = 7,5 N
30. Diantara faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas suatu kapasitor keping sejajar ialah A. banyaknya muatan dan beda potensial antar keping B. jarak antar keping dan zat dielektrikum C. luas keping dan beda potensial antar keping D. jarak antar keping dan beda potensial antar keping E. banyaknya muatan dan luas keping 30. Jawab : A
k 0 A d q A C 0 V d C
31. Titik P dan titik Q masing-masing berada pada jarak 5 cm dan 20 cm dari sebuah kawat lurus panjang berarus listrik 10 A di udara. Nilai perbandingan antar induksi magnetik di titik P dan di titik Q adalah … A. 1 : 4 D. 16 : 1 B. 4 : 1 E. 2 : 5 C. 1 : 16 31. Jawab : B
o I 2a o I aQ 20 4 BP 2a p o I BQ aP 5 1 2aQ
B
32. .
Perhatikan gambar di samping, jika diketahui i1 = 2 A, i2 = 5 A dan μo = 4π × 10-7 Wb/Am, maka arah dan gaya yang dialami kawat ke (2) per meter adalah … A. 1 × 10-5 N/m ke kanan D. 2 × 10-6 N/m ke kiri B. 1 × 10-5 N/m ke kiri E. 2 × 10-7 N/m ke kanan -6 C. 2 × 10 N/m ke kanan
32. Jawab : B i i F o 1 2 2r 4x10 7 2 5 = 10-5 F 2 .0,2
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 111
33. .
Pada gambar di samping, B = induksi magnet homogen. Apabila kawat PQ bergerak memotong tegak lurus medan magnet, maka arus listrik yang mengalir melewati hambatan 20 ohm adalah … A. 0,03 A menuju P D. 3,00 A menuju Q B. 0,03 A menuju Q E. 3,00 A menuju P C. 0,60 A menuju P
33. Jawab : A = B.l.v = 0,5.0,15.8 = 0,6 volt I = /R = 0,6/20 = 0,03 A Menuju ke P 34. .
Rangkaian R-L seri dihubungkan dengan sumber arus bolakbalik seperti pada gambar di samping. Berdasarkan data-data pada gambar, maka reaktansi induktif adalah … A. 40 Ω D. 80 Ω B. 50 Ω E. 100 Ω C. 60 Ω
34. Jawab :A 2
V VR VL
2
VL V 2 VR
2
VL 100 2 60 2 6400 80 volt IL = IR = VR/R = 60/30 = 2 A VL = I. XL XL = VL/ IL = 80/2 = 40 ohm
35. Perhatikan pernyataan tentang energi radiasi berikut. Energi radiasi kalor oleh suatu permukaan: (1). berbanding lurus dengan pangkat 4 suhu mutlaknya (2). berbanding lurus dengan luas permukaannya (3). dipancarkan berupa gelombang elektromagnetik (4). dipancarkan hanya melewati media udara yang benar adalah pernyataan … A. (1), (2), (3) dan (4) D. (1), (2), dan (4) B. (1), (2) dan (3) E. (2), (3) dan (4) C. (1), (3) dan (4) 35. Jawab : B W = e . . T4 P = e . . T4.A
P
W e (T 4 To4 ) A t
36. Pernyataan di bawah ini yang merupakan model atom Rutherford adalah … A. elektron tidak dapat mengorbit di sembarang lintasan B. atom terdiri dari muatan positip yang tersebar merata dalam atom KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 112
C. suatu unsur dapat bereaksi dengan unsur lain bila menerima energi D. muatan positip dan massa atom terpusatkan pada inti atom E. jika elektron berpindah lintasan, maka akan menyerap energi 36. Jawab :D Model atom Rutherford o Semua muatan positif dan sebagian besar massa atom berkumpul di inti atom. o Elektron bergerak melingkar mengelilingi inti atom (seperti susunan tata surya). o Sebagian besar dari atom merupakan ruang kosong. Kelemahan teori Rutherford : Elektron yang bergerak akan memancarkan GEM, maka energinya akan menyusut dan jari-jarinya akan mengecil akibatnya lintasan orbitnya bukan merupakan lingkaran tetapi seperti spiral sehingga tidak menjamin kestabilan atom. Bila jari-jari mengecil, maka periodenya juga mengecil sehingga frekuensi gelombang yang dipancarkan bermacam-macam (merupakan spektrum kontinu). 37. Dua benda bergerak dengan kecepatan masing-masing ½ c dan ¼ c, arah berlawanan. Bila c = kecepatan cahaya, maka kecepatan benda pertama terhadap benda kedua sebesar … A. 0,125 c D. 0,666 c B. 0,250 c E. 0,75 c C. 0,500 c 37. Jawab : D
V
V1 V 2 V .V 1 1 2 2 C
C 41 C 1 C. 1 C 1 2 24 C 3 C V 41 2 C 1 8 2 C
V
1 2
3 4
C 9 8
2 C 3
38. Massa Inti 6C12 adalah 12 sma, jika massa proton = 1,0078 sma, massa neutron = 1,0086 sma dan 1 sma = 931 MeV, maka besarnya energi ikat karbon tersebut adalah A. 3,67 MeV D. 91,6 MeV B. 7,63 MeV E. 102,6 MeV C. 9,16 MeV 38. Jawab : D m = (Zmp + (A-Z) mn – minti). = (6.1,0078 + 6.1,0086) – 12,000 = 0,0984 sma E = m x 931 MeV E = 91,6 MeV 39. .
Berdasarkan grafik peluruhan disamping ini, maka jumlah radioaktif setelah meluruh 1 jam adalah .... A. 41 N0 D. 321 N0
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 113
B. C.
1 8 N0 1 16 N0
E.
1 64
N0
39. Jawab : E N = No(½)t/T N = No(½)60/10 N = No(½)6 N = 641 No 40. Perhatikan reaksi di bawah ini ! 14 2 He 4 1 H1 X ; 7H
3
Li 6
Z
4 Be 7 0 n1
Nilai x dan z dari reaksi di atas adalah … X Y 2 18 A. O 1H 9
B. C. D. E.
9
O17
0
8
O17
1
9
O17
1
8
O17
-1
n1
H2 H2
n0
40. Jawab: A 14 2 He4 1H1 X 7H X 8 O17 3
Li6 Z 4 Be 7 0 n1
Z 1H2
Pilihlah satu jawaban yang paling kamu anggap benar !
1. Diameter luar sebuah cincin diukur dengan jangka sorong dengan posisi seperti gambar pada bawah. Diameter luar cincin sebesar .... A. 3,15 cm B. 2,25 cm C. 2,15 cm D. 1,95 cm E. 1,55 cm Data : Jawab : C
Jelas
2. Rudi melakukan perjalanan dengan motornya dengan kecepatan 20 m/s ke arah utara selama 50 sekon, kemudian berbelok ke timur dengan kecepatan 15 m/s selama 60 sekon, kemudian KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 114
Data :
900 m
1000 m
utara
100 m
berbelok ke selatan dengan kecepatan 10 m/s selama 10 sekon dan sebelum berhenti Rudi berbelok ke barat dengan kecepatan 18 m/s selama 50 sekon. Perpindahan yang di lakukan Rudi dari posisi awal adalah…. A. 1000 meter ke timur D. 900 meter ke utara B. 1000 meter ke utara E. 100 meter ke selatan C. 900 meter ke barat
Jawab : D 3. Gerak sebuah benda digambarkan dengan grafik disamping. Kecepatan yang ditempuh benda setelah bergerak selama 8 sekon adalah …. A. 8 m/s B. 10 m/s C. 16 m/s D. 20 m/s E. 32 m/s Data : Vo = 2 m/s t = 8 sekon Solusi : dari grafik : Δv 2 a 1m/s 2 Δt 2 Vt = Vo + a.t Vt = 2 + 1.8 = 10 m/s Jawab : B
v(m/s) 4
2
0
t(sekon) 2
4. Dalam suatu sirkus, seekor lumba-lumba mampu meloncat setinggi 5 m. Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2, maka lumba-lumba berada di udara selama…. A. 5 sekon D. 2 sekon B. 4 sekon E. 1 sekon C. 3 sekon Data : h = 5 m g = 10 m/s2 Solusi : h = ½ gt2 2h = 2.5 = 1 sekon t 10 g naik-turun t = 2 sekon Jawab : D 5. Benda P dan Q yang masing-masing massanya 9 kg dan 6 kg tergantung pada ujung-ujung tali dari suatu katrol. Jika percepatan gravitasi bumi sebesar 10 m/s2, dan massa tali serta gaya gesek antara tali dan katrol diabaikan, maka besar percepatan kedua benda adalah ... . A. 0,5 m/s2 B. 1,0 m/s2 C. 2,0 m/s2 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 115
D. 3,0 m/s2 E. 4,0 m/s2 Data : mp = 9 kg mq = 6 kg g = 10 m/s2 Solusi :
F = m.a W p – W q = (mp + mq).a mA.g – mB.g = (mA + mB).a a
(m p m q )
(m p m q )
g
-2 (9 6) 10 = 2 m.s (9 6)
Jawab : C
6. Sebuah mobil yang massanya 500 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan dalam waktu 10 sekon mobil tersebut berhenti. Gaya rem yang bekerja pada mobil tersebut hingga berhenti adalah … A. 1.000 N D. 4.000 N B. 2.000 N E. 5.000 N C. 3.000 N Data : m = 500 kg v = 20 m/s t = 10 t Solusi : Vt = Vo – a.t 0 = 20 – a.10 a = 2 m/s2 F = m.a F = 500.2 = 1000 N
Jawab : A
7. Dua satelit dari planet Yupiter mempunyai perbandingan massa 1 : 2, sedangkan perbandingan jari-jarinya 2 : 3 Maka perbandingan percepatan gravitasi pada permukaan kedua satelit adalah ... A. 3 : 4 D. 9 : 8 B. 4 : 3 E. 16 : 9 C. 8 : 9 Data : ms1 = ½ ms2 Rs1 = 2/3 Rs2 Solusi : gs1 ms1.R s2 gs2 ms2 .R s1 g s1 21 m s2 .R s2 g s2 m s2 . 32 R s2 gs1 3 gs2 4
Jawab : A
8. Di bawah ini adalah bidang homogen yang merupakan gabungan benda I (segi empat ) dan benda II (segi tiga). Jika Z0 titik berat benda tersebut dan Z2 titik berat benda II, maka jarak Z0 ke Z2 adalah… A. 0,3 h B. 0,6 h KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 116
C. 0,9 h D. 1,0 h E. 1,3 h Data : dari gambar Letak titik berat pada sb.x : h A1 = 2h2 ; (h ; ½ h) A2 = ½ (2h x 3h) = 3h2 ; (h ; 2h) Solusi : YO
A 1.y 1 A 2 .y 2 A1 A 2
2h 2 . 21 h 3h 2 .2h 2
2h 3h
2
= 7h 5
Y2 = 2h Jarak Yo ke Y2 = (2h – 7h ) = 0,6h Jawab : B
5
9. Perhatikan gambar sebuah roda pejal dililitkan sebuah tali dan kemudian sebesar 10 N. Jika massa roda 5 kg roda tersebut adalah …. A. 5 ms–2 B. 10 ms–2 C. 15 ms–2
homogen di bawah. Pada tepi roda ujung tali ditarik dengan gaya F dan jari-jarinya 20 cm, percepatan D. 20 ms–2 E. 25 ms–2
Data : F = 10 N M = 5 kg R = 20 cm Solusi : σ I.α Katrol dianggap silinder pejal, maka : F x R 21 M.R 2 .α F = ½ M.R.a 10 = ½ .5.0,2.a a = 20 m/s2 Jawab : D 10. Sebuah benda massa 4 kg bergerak pada suatu permukaan licin dengan kecepatan 6 m.s–1. Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 8 m s–1. Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut adalah A. 8 joule D. 96 joule B. 28 joule E. 192 joule C. 56 joule Data : m = 4 kg v1 = 6 m/s v2 = 8 m/s Solusi : W = Ek W = ½ m (v22 – v21) KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 117
W = ½ 4 (64 – 36) W = 56 joule Jawab : C 11. Tiga buah pegas disusun seperti pada gambar di bawah. Konstanta masing-masing k1 = 40 Nm–1 dan k2 = 40 Nm–1. Susunan pegas dipengaruhi beban B yang bermassa 400 gram sehingga mengalami pertambahan panjang 10 cm. Jika g = 10 m s–2 maka besarnya kontanta pegas k3 tersebut adalah .... A. 20 Nm–1 D. 100 Nm–1 –1 B. 40 Nm E. 160 Nm–1 –1 C. 80 Nm Data : k1 = 40 N/m K2 = 40 N/m m = 400 gr x = 10 cm Solusi : F = W = ktot. x k tot k tot
B
m.g 0,4.10 40 N / m x 0,1 k p .k 3
k3 kp 80.k 3 40 k 3 80
40k3 + 3200 = 80k3 k3 = 80 N/m Jawab : C 12. Benda bermassa 2 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m s–1. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah …. (g = 10 m s–2) A. 25 joule D. 200 joule B. 50 joule E. 400 joule C. 100 joule Data : m = 2 kg Vo = 10 m/s Solusi : t
v o 10 1s g 10
h = ½ g.t2 = ½ 10.12 = 5 meter Ep = m.g.h = 2.10.5 = 100 joule Jawab : C 13. Sebuah bola yang mempunyai momentum p menumbuk dinding dan memantul. Tumbukan bersifat lenting sempurna dan arahnya tegak lurus. Besar perubahan momentum bola adalah …. A. nol D. 2p B. 0,5p E. 4p C. P KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 118
Data : momentum p Lenting sempurna e = 1 Solusi : P = Psblm + Pssdh = p + p = 2p Jawab : D 14. Dua batang logam P dan Q disambung dengan suhu ujungujungnya berbeda (lihat gambar). Apabila koefisien konduktivitas logam P dua kali koefisien konduktivitas logam Q, serta AC = 2 CB, maka suhu di C adalah . . . A. 70 oC D. 85 oC B. 75 oC E. 90 oC o C. 80 C Data : kP = 2 kQ P = 2 Q Solusi : HP = HQ T T = k Q A T T2 kP A 1 P Q 100 T = k Q T 40 2k Q 2 Q Q 100 – T = T – 40 T = 700C Jawab : A 15. Es massanya 150 gram suhu 0oC dimasukkan ke dalam 600 gr air suhu 30oC. Ternyata es melebur seluruhnya. Bila kalor lebur es = 80 kalori/gr dan kalor jenis air 1 kal/groC, maka suhu akhir campuran adalah …. A. 00C D. 100C 0 B. 5 C E. 200C C. 80C Data : mes = 150 gr tes = 00 C mair = 600 gr tair = 300 C Les = 80 kal/gr Cair = 1 kla/gr.0C Solusi : QL = QS mair .cair .t = mes.cair .t +m.Les 600.1 .(30 – t) = 150.1. (t – 0) +150.80 18000 – 600t = 150t +12000 750t = 6000 t = 80C Jawab : C 16. Dari gambar di bawah, p1 dan v1 adalah tekanan dan kecepatan udara diatas sayap. p2 dan v2 adalah tekanan dan kecepatan KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
p 1v 1 p 2v
2
Page | 119
udara di bawah sayap. Agar sayap pesawat dapat mengangkat pesawat maka syaratnya…. A. p1 > p2 dan v1 < v2 D. p1 < p2 dan v1 > v2 B. p1 > p2 dan v1 > v2 E. p1 = p2 dan v1 = v2 C. p1 < p2 dan v1 < v2 Data : syarat pesawat bisa terbang: Dari perhitungan Bernoulli 1). Pesawat akan naik, jika v1 > v2 dan P1 < P2 2). Pesawat turun jika v1 < v2 dan P1 > P2 Solusi : Jawab : D 17. Tekanan gas dalam ruang tertutup: (1). sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas (2). tidak bergantung pada banyaknya partikel gas (3). sebanding dengan energi kinetik rata-rata partikel gas (4). berbanding terbalik dengan volume gas Pernyataan yang benar adalah …. A. (1), (2) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1), (2), (3) dan (4) E. (4) saja C. (1) dan (3) Data : syarat pesawat bisa terbang: vrms2 = 3P atau v 3P
rms
ρ
3 Ek N k T 2 3 Ek n R T 2
PV = nRT Solusi : Jawab : C
18. Di dalam sebuah ruang tertutup terdapat gas bersuhu 27oC. Jika gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 3 kali mula-mula, maka gas tersebut harus dipanaskan sampai suhu . . . A. 427oC D. 727oC B. 527oC E. 827oC o C. 627 C Data : T = 300 K Ek = 3 Eko Solusi : Ek T Ek O TO 3Ek O T Ek O 300
T = (900 – 273) = 6270C Jawab : C 19. Sebuah mesin Carnot bekerja dalam siklus antara 227oC dan 127oC. Jika mesin carnot menyerap kalor 1000 J, maka usaha yang dihasilkan mesin .... A. 200 J D. 600 J KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 120
B. 300 J C. 400 J Data : T1 = 500 K T2 = 400 K Q1 = 1000 J Solusi :
E. 800 J
Q1 T 1 Q2 T2 1000 500 Q2 400
Q2 = 800 J W = Q1– Q2 = 200 J Jawab : A 20. Sebuah mikroskop mempunyai jarak fokus lensa obyektif 10 mm dan jarak fokus lensa okuler 5 cm. Benda obyek diletakkan pada jarak 12 mm terhadap lensa obyektif. maka perbesaran mikroskop saat pengamat berakomodasi maksimum adalah … A. 80 kali D. 30 kali B. 60 kali E. 20 kali C. 50 kali Data : Sobj = 12 cm = 1,2 cm fobj = 10 mm = 1 cm fok = 5 cm Solusi : 1 1 1 s ob s' ob f ob 1 1 1 1 1 1 ; 1,2 s' ob 1 s' ob 1 1,2 1 1,2 = 6 cm s' ob 1,2 1 PP s' 6 25 1 ob 1 s ob f ok 1,2 5 = 30 kali Jawab : D 21. Salah satu kegunaan dari gelombang elektromagnetik (GEM) adalah memotret tulang dalam organ makhluk hidup. Urutan yang benar spektrum GEM dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi adalah .... A. gelombang radio - cahaya tampak - sinar X B. gelombang radio - sinar gamma - sinar X C. cahaya tampak - sinar gamma - sinar X D. sinar X - sinar gamma - cahaya tampak E. gelombang radio - sinar X - cahaya tampak Data : materi kls X semester 2 Solusi : Jawab : A 22. Gambar dibawah menampilkan gelombang permukaan air pada suatu saat. Panjang gelombang ditampilkan oleh jarak antara ... . A. titik P dan titik Q KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
P R Q
S
T
Page | 121
B. titik P dan titik R C. titik R dan titik S D. titik R dan titik T E. titik S dan titik T Data : materi kls XII semester 1 Solusi : Jawab : D 23. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus mengenai 2 celah yang berjarak 0,4 mm. Garis terang tingkat ke-3 yang dihasilkan pada layar berjarak 0,5 mm dari terang pusat. Bila jarak layar dengan celah adalah 40 cm, maka panjang gelombang cahaya tersebut adalah … A. 1,05 × 10–7 m D. 2,57 × 10–7 m –7 B. 1,25 × 10 m E. 4,26 × 10–7 m –7 C. 1,67 × 10 m Data : d = 0,4 mm = 4 x 10–4 m n=3 P = 0,5 mm = 5 x 10–4 m L = 40 cm = 0,4 m Solusi : P.d n. L 5 x 10-4.4 x 10-4 3. 4 x 10-1 = 1,67 x 10–7 m Jawab : C 24. Cahaya monokromatik jatuh tegak lurus pada kisi defraksi dengan 4.000 celah per cm. Bila spektrum orde kedua membentuk sudut 30o terhadap garis normal maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah.... A. 6.500 angstrom D. 5.500 angstrom B. 6.250 angstrom E. 4.000 angstrom C. 6.000 angstrom 1 Data : d = cm 4000 n=2 = 300 Solusi : d.sin = n. 1 .sin 300 2. 4000 = 0,0000625 cm = 6,25 x 10–5 cm = 6250 angstrom Jawab : B 25. Intensitas bunyi mesin jahit yang sedang bekerja adalah 10–7 W m–2. Jika intensitas ambang bunyi adalah 10–12 W m–2, maka taraf intensitas bunyi dari 100 mesin jahit yang sedang bekerja bersama-sama adalah … A. 50 dB D. 80 Db B. 60 dB E. 90 dB KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 122
C.
70 Db
Data : I = 10–7 W m–2 IO = 10–12 W m–2 Solusi : I1 = 10–7 W m–2 I untuk 100 mesin jahit : I100 = 100 x I1 I100 = 100 x 10–7 W m–2 I100 = 10–5 W m–2 I TI100 10.log 100 IO
TI100 10.log TI100 = 70 dB Jawab : C
10-5 10-12
26. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 600 Hz, bergerak mendekati seorang pengamat dgn kecepatan 40 m.s–1. Kecepatan rambat bunyi di udara 340 m.s–1. Jika pengamat bergerak dengan kecepatan 10 m.s–1 searah dengan gerak sumber bunyi, maka frekuensi yang didengar oleh pengamat adalah …. A. 640 Hz D. 700 Hz B. 660 Hz E. 720 Hz C. 680 Hz Data : fS = 600 Hz vS = – 40 m/s v = 340 m/s vP = – 10 m/s Solusi : v vP fP fS v vS 340 10 fP 600 340 40 fP = 660 Hz Jawab : B 27. Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan listrik + 4 C dan + 8 C terpisah dengan jarak 5 cm. Jika partikel C bermuatan -2 C terletak di antara A dan B dengan perbandingan jarak AC : BC = 2 : 3, maka perbandingan gaya coulomb pada muatan C akibat muatan A dan B adalah .. A. 2 : 1 D. 6 : 5 B. 3 : 2 E. 9 : 8 C. 5 : 4 Data : qA = 4 C qB = 8 C qC = – 2 C R = 5 cm = 0,05 m
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 123
R AC 2 RBC 3 Solusi : FAC FBC A C Q.q F k 2 R 2 FAC qA .qC .RBC FBC qB .qC .R AC 2
FAC FBC
3 4.2. R AC 2 2 8.2.R AC
B
2
2
3 4.2. R AC FAC 2 72 2 FBC 64 8.2.R AC Jawab : E
28. Dua buah muatan masing-masing q1 = 25 μC dan q2 = - 4 μC terpisah sejauh x satu sama lain seperti gambar. Bila di titik P yang berjarak 2 cm dari q2 resultan kuat medan listriknya = nol. Maka besar x adalah .... A. 1 cm D. 4 cm B. 2 cm E. 5 cm C. 3 cm Data : q1 = 25 C q2 = – 4 C Solusi : E2
E1
q R2 E1 E2 q q k. 12 k. 22 R1 R2 25 4 2 2 x 2 2 5 2 x 2 2 2x + 4 = 10 x = 3 cm Jawab : C E k
29. Sebuah kapasitor plat sejajar mempunyai kapasitas C dengan permeabilitas εo, luas penampang A dan jarak antar keping d. Jika kapasitor mempunyai luas penampang 4A, jarak antar keping 4d dan permeabilitas 3εo, maka kapasitas kapasitor menjadi … A. C D. 4C B. 2C E. 5C KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 124
C. 3C Data : q1 = 25 C q2 = – 4 C Solusi : A C εO d 4A C1 3ε O 4d C1 3C Jawab : C 30. Jika voltmeter menunjukkan nilai 1 volt, nilai hambatan R adalah . . . . A. 7Ω B. 11 Ω C. 17 Ω D. 22 Ω E. 25 Ω Data : lihat gambar Solusi : Arus yg mengalir pada volt meter : V 1 I A R 2 R total : V 12 R total 24 I 0,5 Rtot = R + 5 + 2 24 = R + 5 + 2 R = 17 Jawab : C 31. Diketahui rangkaian loop seperti gambar di bawah ini, Besar kuat arus yang mengalir dari A ke B adalah…. A. 5 ampere B. 4 ampere C. 3 ampere D. 2 ampere E. 1 ampere Data : lihat gambar Solusi : I1
I3
I2 II I
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 125
Hk.Kirchoff-I I1 + I3 = I2 . . . (i) Loop- I R1.I1 + R2.I2 = 6 2.I1 + 2.I2 = 6 I1 + I2 = 3 . . . . (ii) Loop- II R3.I3 + R2.I2 = 8 4I3 + 2I2 = 8 2I3 + I2 = 4 . . . (iii) Subt. (i) dan (iii) 2(I2 – I1) + I2 = 4 2I2 – 2I1 + I2 = 4 – 2I1 + 3I2 = 4 . . . . (iv) Subt. (ii) dan (iv) I1 + I2 = 3 x 2 – 2I1 + 3I2 = 4 2I1 + 2I2 = 6 – 2I1 + 3I2 = 4 + 5I2 = 10
I2 = 5 A Jawab : A 32. Dua kawat berarus listrik (kawat R dan S) yang terpisah sejauh 10 cm dialiri arus listrik dengan arah yang sama. Besar arus masingmasing adalah 6 A dan 3 A (lihat gambar). Jika titik P berada di antara kawat R dan S dengan perbandingan RP : RS = 3 : 2 , maka besar kuat medan magnet di titik P adalah …. A. 0,5 × 10–5 Wb/m2 B. 1,0 × 10–5 Wb/m2 C. 1,5 × 10–5 Wb/m2 D. 2,0 × 10–5 Wb/m2 E. 2,5 × 10–5 Wb/m2 Data : r = 10 cm IR = 6 A IS = 3 A aP 3 aS 2 aRP = 6 cm aPS = 4 cm Solusi : P
Kuat medan listrik di P karena kedua muatan arahnya berlawanan : BP = BR – BS KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 126
BP = μ o iR – μ o iS 2 a RP 2 a PS 7 7 BP = 4 x 10 .26 4 x 10 .23 2 6 x10 2 4 x10 –5 BP = 2x10 – 1,5x10–5 BP = 0,5 x 10–5 wb/m2 Jawab : A
33. Perhatikan gambar di samping. Jika diketahui i1 = 2 A, i2 = 5 A dan μo = 4π × 10-7 Wb/Am, maka arah dan gaya yang dialami kawat ke (2) per meter adalah … A. 1 × 10-4 N/m ke kanan B. 1 × 10-4 N/m ke kiri C. 2 × 10-5 N/m ke kanan D. 2 × 10-6 N/m ke kiri E. 2 × 10-7 N/m ke kanan Data : I1 = 2 A I2 = 5 A a = 20 cm = 2 x 10–2 m Solusi : F μ o i1 . i2 l 2 a F 4 x 10 7 2 . 5 l 2 2 x 10 2 = 1 × 10-4 N/m ke kiri Jawab : B
34. Kawat PQ yang panjangnya 50 cm digerakkan dengan kecepatan tetap v = 10 m/s dalam medan magnetic B = 0,4 tesla seperti pada gambar. Nilai hambatan R = 10 ohm dan arah induksi magnetik B adalah masuk secara tegak lurus ke dalam bidang kertas. Maka nilai dan arah arus yang melalui R adalah …. A. 0,1 ampere ke atas B. 0,1 ampere ke bawah C. 0,2 ampere ke atas D. 0,2 ampere ke bawah E. 0,5 ampere ke atas Data : l = 50 cm = 0,5 m v = 10 m/s B = 0,4 T R = 10 ohm Solusi : = B. l.v = 0,4. 0,5.10 = 2 volt ξ 2 I 0,5A R 10 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 127
Jawab : E 35. Dari rangkaian arus AC seperti gambar di bawah R = 8 , XB = 6, XC = 12 . Jika tegangan sumber 150 Volt, maka besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian …. ampere. A. 76 B. 26 C. 15 D. 12 E. 10 Data : R = 8 XL = 6 XC = 12 E = 150 volt Solusi : Z R 2 XL X C
2
Z 8 2 6 1 2
2
Z = 10 ξ 150 I 15A Z 10 Jawab : C 36. Pernyataan berikut ini berhubungan dengan atom Thomson kecuali …. A. atom bukan partikel terkecil dari suatu unsur B. muatan positif tersebar merata dalam isi atom C. elektron pada atom tersebar diantara muatan positif D. elektron adalah bagian dari atom yang bermuatan negatif E. elektron mempunyai massa yang sama dengan massa muatan positif Data : Ada pada buku G.I semester-2/kls XII Solusi : Jawab : E 37. Apabila energi elektron atom hidrogen pada lintasan dasar = – 13,6 eV, maka energi ionisasi pada atom hidrogen yang berasal dari lintasan n = 3 adalah A. 1,51 eV D. 10,60 eV B. 4,53 eV E. 12,09 eV C. 9,07 eV Data : E1 = – 13,6 eV Solusi : - 13,6 E3 eV = – 1,52 eV 32 Eionisasi = E3 – E1 = {– 1,52 – (– 13,6)} eV = 12,09 eV Jawab : E
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 128
38. Sebuah partikel yang massanya 2,2 × 10–31 kg bergerak dengan kecepatan 1,5 × 107 m.s–1. Bila tetapan Planck besarnya 6,6 × 10–34 J.s maka panjang gelombang partikel tersebut adalah … A. 20 Å B. 40 Å C. 60 Å D. 80 Å E. 90 Å Data : m = 2,2 × 10–31 kg v = 1,5 × 107 m.s–1 h = 6,6 × 10–34 J.s Solusi : h.c E E = ½ m.v2 E = ½ 2,2 × 10–31.( 1,5 × 107)2 E = 2.475 x 10–17 J 6,6 x 30 34. 3 x 10 8 2,475 x 10 17 λ = 8 x 10–9 m = 80 Å Jawab : D 39. Energi yang dibebaskan, bila terjadi reaksi fusi : 2 4 + 31H + 01 n + energi 1H 2H Bila diketahui massa 21H = 2,0141 sma, 31H = 3,0160 sma, 42 H = 4,0026 sma dan 01n = 1,0086 sma sebesar .. A. 7,6 MeV B. 12,5 MeV C. 17,6 MeV D. 19,5 MeV E. 22,6 MeV Data : pada soal Solusi : E = { [m 21H + m 31H ] – [m 42 H + m 01 n ] x 931 MeV E = { [2,0141 + 3,0160] – [4,0026 + 1,0086] x 931 MeV E = { [5.0301] – [5.0112] x 931 MeV E = 17,6 MeV Jawab : C 40. Pernyataan di bawah ini tentang manfaat radioisotop : (1). Mendeteksi adanya penyempitan pembuluh darah (2). Membantu pemotretan dengan teknik spektroskopi (3). Menguji kualitas las dari ketel uap tekanan tinggi (4). Menentukan umur fosil mahluk purba (5). Mendeteksi benda pada jarak tertentu Pernyataan yang benar adalah …. A. 1 , 2, dan 3 B. 1, 2 , dan 4 C. 1 , 3, dan 4 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 129
D. E.
2 , 3 ,dan 5 3 , 4 ,dan 5
Data : pada buku G.I /kls XII Solusi : Jawab : B
Pilihlah satu jawaban yang paling kamu anggap benar !
1. Untuk mengukur tebal sebuah balok kayu digunakan jangka sorong seperti gambar. Tebal balok kayu adalah … A. 0,31 cm B. 0,50 cm C. 0,72 cm D. 0,86 cm E. 0,90 cm
2
Data : lihat gambar Jawab : D
Jelas
2. Sebuah perahu motor menyeberangi sungai dengan arah perahu tegak lurus terhadap arus sungai. Kecepatan perahu motor dan kecepatan arus sungai berturut-turut 0,4 m.s–1 dan 0,3 m.s– 1 . Bila lebar sungai 60 m, maka perahu mencapai seberang dalam waktu … A. 120 sekon D. 300 sekon B. 150 sekon E. 400 sek C. 200 sekon Data : vP = 0,4 m/s Va = 0,3 m/s s = 60 m Solusi : 60 m
vP = 0,4 m/s
Va = 0,3 m/s
vR = 0,5 m/s s 60 t 120 s v 0,5 Jawab : A 3. Untuk memindahkan benda sejauh 10 m, gaya F melakukan usaha 250 joule. Besar gaya F adalah … A. 2,5 N D. 50 N B. 5 N E. 2.500 N C. 25 N KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 130
Data : S = 10 m W = 250 J Solusi : W = F.s.cos 600 250 = F.10.cos 600 F = 50 N Jawab : D 4. Benda bermassa 5 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m.s–1 dan percepatan gravitasi bumi g = 10 m.s–2. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah ... A. 200 J D. 350 J B. 250 J E. 400 J C. 300 J Data : m = 5 kg vO = 10 m/s g = 10 m.s–2 Solusi : v 10 t O 1s g 10 h = ½ 10.12 h = 5 meter EP = m.g.h EP = 5.10.5 = 250 J Jawab : B 5. Sewaktu berada di dalam lift yang diam, berat Sandi adalah 500 N. Percepatan gravitasi = 10 m.s–2. Sewaktu lift dipercepat, tegangan tali menjadi 750 N. Dengan demikian percepatan lift adalah … A. 5,0 m.s–2 D. 12,5 m.s–2 –2 B. 7,5 m.s E. 15,0 m.s–2 –2 C. 10,0 m.s Data : ws = 500 N T = 750 N g = 10 m.s–2 Solusi : T
a W
F = m.a T – W = m.a 750 – 500 = 50.a a = 5 m/s2 Jawab : B
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 131
6. Sebuah mobil truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 25 m.s–1 karena jalan sedang ramai lalu-lintas mobil di direm dan dalam waktu 10 sekon kecepatan mobil menjadi 10 m/s. Gaya rem yang bekerja pada mobil tersebut adalah . . . A. 10.000 N D. 25.000 N B. 15.000 N E. 100.000 N C. 20.000 N Data : m = 10000 kg v1 = 25 m/s t = 10 s v2 = 10 m/s Solusi : a
v 1 - v 2 25 - 10 1,5 m/s 2 t 10
F = 10000.1,5 F = 15000 N Jawab : B
7. Sebuah roket yang beratnya W diluncurkan vertikal ke atas dari muka bumi. Jika D adalah diameter bumi, maka tepat saat roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi, berat roket adalah … A. 4 W D. 0,5 W B. 2 W E. 0,25 W C. W Data : h = ½ D Solusi : w G w' G
M R2
M 2R 2
1 M 1 w' G 2 w 4 R 4 Jawab : E
8. Sebuah benda homogen berbentuk bidang seperti gambar terarsir di bawah. Tentukanlah letak titik berat dari bidang luasan homogen tersebut dihitung dari titik ( 0 ; 0 ) 14 A. (4 ; ) cm D. ( 7 ; 8) cm 6 3 B. (8 ; 13 ) cm 7
E. (8 ; 26 ) cm
13 ) cm 7 Data : lihat gambar Solusi : A1 = 2 x 8 = 16 cm2 (4 ; 1) A2 = (8 x 3). ½ = 12 cm2 (4 ; 3) A 1.Y1 A 2 .Y2 Y A1 A 2
14
C. (4 ;
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 132
16.1 12.3 16 12 52 13 28 7 Z (4 ; 13 ) 7
Jawab : C
9. Sebuah katrol cakram pejal massanya 8 kg dan berjarijari 10 cm pada tepinya dililitkan seutas tali yang ujungnya diikatkan beban 4 kg (g = 10 ms–2). Percepatan gerak turunnya beban adalah … A. 2,5 ms–2 D. 20,0 ms–2 –2 B. 5,0 ms E. 33,3 ms–2 –2 C. 10,0 ms
8 kg 4 kg
Data : M = 8 kg R = 10 cm m = 4 kg Solusi : m.g a 1 ( 2 M m) 4.10 = 5 m/s2 a 1 ( 2 8 4) Jawab : B 10. Seorang anak menarik benda bermassa 2 kg dengan gaya 80 N dengan sepotong tali dan membentuk sudut 600 terhadap horizontal seperti gambar di samping. Usaha yang dilakukan anak tersebut untuk memindahkan benda sejauh 5 meter adalah … A. 40 joule D. 200 joule B. 80 joule E. 400 joule C. 120 joule Data : m = 2 kg F = 80 cm = 600 s=5m Solusi : W = F.s cos 600 W = 80.5. ½ W = 200 J Jawab : D 11. Tiga buah pegas disusun seperti gambar di samping. Jarak PQ = QR. Konstanta masing-masing k1 = 200 N.m–1, k2 = 400 N.m–1, k3 = 200 N.m–1. Susunan pegas dipengaruhi beban B, sehingga mengalami pertambahan panjang 5 cm. Jika g = 10 m.s-² dan pertambahan panjang pegas 1 dan 2 sama, massa beban B adalah ... . A. 16,67 kg KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
k2
k1 Q
P
R
k3
Page | 133
B
B. 7,50 kg C. 3,33 kg D. 1,50 kg E. 0,75 kg Data : k1 = 200 N/m k2 = 400 N/m k3 = 200 N/m x = 5 cm Solusi : k tot
k tot
k p .k 3
k3 kp
600.200 200 600
ktot = 150 N/m F = W = ktot. x m.g = ktot. x m.10 = 150. 5 x 10–2 m = 0.75 kg Jawab : E 12. Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas tanah, gravitasi di daerah tersebut adalah 10 m.s–2 Usaha yang dilakukan gaya berat sampai saat benda berada 2 m di atas tanah adalah … A. 20 joule D. 80 joule B. 40 joule E. 100 joule C. 60 joule Data : m = 1 kg h1 = 10 m g = 10 m/s2 x = 5 cm h2 = 2 m Solusi : W = EP W = m.g. (h1 – h2) W = 1.10. (10 – 2) W = 80 J Jawab : D 13. Dua buah benda A dan B yang bermassa sama bergerak saling berpapasan. A bergerak ke Timur dan B ke Barat, masing-masing dengan kecepatan V dan 2V. Apabila benda tersebut mengalami tumbukan lenting sempurna, maka sesaat setelah tumbukan adalah … A. vA = v ke Barat, vB = v ke Timur B. vA = 2v ke Barat, vB = 2v ke Timur C. vA = 2v ke Barat, vB = v ke Timur D. vA = v ke Barat, vB = 2v ke Timur E. vA = 2v ke Timur, vB = v ke Barat Data : Solusi : mA = mB KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 134
vA = v ke timur vB = 2v ke barat kalau tumb. lenting sempurna asal massa sama, maka stlh tumb. kec. tetap cuma ganti benda v’A = 2v ke barat v’B = v ke timur Jawab : C 14. Gambar dibawah menunjukkan dua logam A dan B yang ukurannya sama tetapi jenisnya berbeda. Jika koefisien konduksi termal A setengah kali B. Hitunglah suhu pada bidang batas kedua logam itu . . . A. 20,00C D. 35,30C 0 B. 21,3 C E. 40,00C C. 33,30C Data : kA = ½ kB Solusi : HA = HB T T = k B A T T2 kA A 1 100 T = 2k A T 0 kA 100 – T = 2T 100 – T = 2T T = 33,30C Jawab : C
100 0C TA
A
B TB
00C TC
15. Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gram terdapat 100 gram minyak bersuhu 200C. Di dalam bejana dimasukkan 50 gram besi bersuhu 750C. Bila suhu bejana naik 50C dan kalor jenis minyak = 0,43 kal/gr.0C, maka kalor jenis besi adalah … A. 0,143 kal/gr.0C D. 0,075 kal/gr.0C 0 B. 0,098 kal/gr. C E. 0,064 kal/gr.0C 0 C. 0,084 kal/gr. C Data : mbj = 200 gr mm = 100 gr tminyak = 200 C t = 50 C mbesi = 50 gr tminyak = 750 C c m = 0,43 kal/gr.0C Solusi : QS = QL mbj .cb .t + mm .cm .t = mb.cb .t 200 .cb.5 + 100.0,43.5 = 50.cb .(75 – 25) 1000.cb + 215 = 2500.cb 1000.cb + 215 = 2500.cb cb = 0.143 kal/gr.0C Jawab : A 16. Sebuah pesawat terbang dapat mengangkasa karena . . . . A. perbedaan tekanan dari aliran-aliran udara KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 135
B. pengaturan titik berat pesawat C. gaya angkat dari mesin pesawat D. perubahan momentum dari pesawat E. berat pesawat yang lebih kecil dari pada berat udara yang dipindahkan Data : Solusi : Jelas (Hk, Bernoulli) Jawab : A 17. Pemanasan suatu gas ideal seperti pada gambar berikut. Akibat pemanasan gas: (1). kecepatan partikel bertambah besar (2). momentum partikel bertambah besar (3). energi kinetik partikel bertambah besar (4). tekanan gas bertambah besar Jika akibat suhu naik tetes A pindah ke B, berarti gas x mengalami ... . A. (1), (2), dan (3) D. (4) saja B. (1) dan (3) saja E. (1), (2), (3), dan (4) C. (2) dan (4) saja Data : Solusi : Jelas (Termodinamika) Jawab : E 18. Suatu gas berada dalam ruang tertutup dengan volume 5 liter, tekanan 1 atm dan suhu 870C. Bila volum dijadikan ½ nya dan suhu diturunkan menjadi 270C. maka tekanan gas berubah menjadi . . . A. B. C.
5 kali 3 3 2
kali
3 kali 4
D. 3 kali 5
E. 2 kali 4
Data : V1 = 5 ltr P = 1 atm T1 = 360 K V2 = ½ V1 T2 = 300 K Solusi : P1.V1 P2 .V2 T1 T2 1.V1.300 P2 360.0,5V1 P2 = 1.67 atm Jawab : A 19. Perhatikan gambar berikut, Bila efisiensi mesin = b, maka nilai T2 adalah … KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 136
A. T2 = a (1 + b) K
D. T2 a K
B. T2 = a (1 – b) K
E. T2
1 b
C. T2 1 b K a
a K 1 b
Data : T1 = a =b Solusi :
T2 T1 a T2 b a
η 1
ab = a – T2 T2 = a – ab = [a(1 – b)] K Jawab : B
20. Sebuah mikroskop mempunyai lensa obyektif dan okuler yang jarak fokusnya masing-masing 0,9 cm dan 5 cm. Seseorang memasang preparat 10 mm di depan lensa obyektif untuk diamati melalui lensa okuler tanpa akomodasi. Bila obyek preparat mempunyai panjang 0,5 mm dan jarak baca normal orang tersebut 25 cm, maka panjang obyek tersebut akan terlihat menjadi … A. 7,5 mm D. 15,0 mm B. 10,0 mm E. 22,5 mm C. 12,5 mm Data : Sobj = 10 mm = 1 cm fobj = 0,9 cm fok = 5 cm h = 0,5 mm Solusi : 1 1 1 s ob s' ob f ob 1 1 10 1 s'ob 9 0,9 1 = 9 cm s'ob 1 0,9 s' PP = 9 25 = 45 ob sob fok 1 5 h’ = .h kali h’ = 45.0,5 mm = 22,5 mm Jawab : E 21. Yang bukan sifat gelombang elektromagnetik adalah … A. memerlukan medium B. tidak menyimpang dalam medan listrik C. arah getarannya tegak lurus arah rambatan KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 137
D. dapat dipantulkan dan dibiaskan E. dapat menunjukkan gejala polarisasi Data : Solusi : Jelas (materi kls X/smtr genap) Jawab : A 22. Gelombang berjalan dengan cepat rambat 6 m/s menuju titik K, seperti ditunjukkan seperti pada gambar di bawah. jika lima puncak gelombang melalui titik K dalam waktu 2 sekon, maka panjang gelombangnya adalah ... A. 1 m D. 9 m B. 3 m E. 12 m C. 6 m Data : v = 6 m/s t = 2 sekon lima puncak = 4 1 = 0,5 sekon Solusi :
v
K
T = v.T = 6.0,5 = 3 m Jawab : B 23. Dua celah sempit yang terpisah pada jarak 0,2 mm disinari tegak lurus. Garis terang ketiga terletak 7,5 mm dari garis terang ke nol pada layar yang jaraknya 1 m dari celah. Panjang gelombang sinar yang dipakai adalah… A. 2,5 × 10–4 mm D. 2,5 × 10–3 mm –4 B. 5,0 × 10 mm E. 5,0 × 10–3 mm –3 C. 1,5 × 10 mm Data : d = 0,2 mm = 2 x 10–4 m n=3 p = 7,5 mm = 7,5 x 10–3 m L=1m Solusi : p.d n. L 7,5 x 10 3 .2 x 10 4 3. 1 = 5 x 10–7 m = 5 x 10–4 mm Jawab : B 24. Jika seberkas cahaya monokromatis diarahkan pada sebuah kisi yang mempunyai 104 garis/cm, garis terang pertama terjadi pada sudut deviasi 300, maka panjang gelom bang cahaya yang dipakai adalah … A. 1.000 Å D. 4.000 Å B. 2.000 Å E. 5.000 Å C. 3.000 Å Data : d = 10–4 cm KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 138
n=1 = 300 Solusi : d.sin = n. 10–4.sin 300 = 1. = 0,00005 cm = 5 x 10–5 cm = 5000 angstrom Jawab : E 25. Agar taraf intensitas berkurang sebesar 20 dB, jarak ke suatu sumber bunyi harus dijadikan . . . A. 2 kali semula D. 100 kali semula B. 10 kali semula E. 200 kali semula C. 20 kali semula Data: Solusi : TI = TI2 – TI1 20 = 10 log I2 – 10 log I1 I0 I0 20 = 10 (log I2 – log I1 ) I0 I0 2 = log I2 I1 I2 = 102 I1 I2 = 102I1 2 I2 r 12 I1 r2 10 2 I1 r1 I1 r2
2
2
r1 10 2 r2 Jawab : D
26. Cepat rambat bunyi di udara 340 m.s–1. Ambulance dan truk bergerak saling mendekati. Ambulance bergerak dengan kecepatan 40 m.s–1, truk bergerak dengan kecepatan 20 m.s–1. Bila ambulance membunyikan sirine dengan frekuensi 300 Hz, maka bunyi sirine akan didengar supir truk dengan frekuensi . . . A. 151,6 Hz D. 335,0 Hz B. 250,0 Hz E. 360,0 Hz C. 316,7 Hz Data : v = 340 m/s vA = – 4 0 m/s vT = + 20 m/s fS = 300 Hz Solusi : KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 139
v vP .fS v vS 340 20 fP .300 340 40 fP = 360 Hz Jawab : E fP
27. Dua muatan listrik identik diletakkan pada jarak 10 cm, menghasilkan gaya F. Jika jarak kedua muatan dirubah menjadi 20 cm, maka besarnya gaya yang dihasilkan adalah ... . A. F D. 2F 4 B. F E. 4F 2 C. F Data : R1 = 10 cm R2 = 20 cm Solusi : 1 F 2 R F1 R 22 F2 R12 F 20 F2 10 2 F F2 4 Jawab : A 2
28. Pada titik-titik sudut B dan D sebuah bujur-sangkar ABCD masingmasing diletakkan sebuah partikel bermuatan +q. Agar kuat medan listrik di titik A nol, maka di titik C harus diletakkan sebuah partike sebesar . . . . A. – q D. 2 q E. 2 2 q
B. + q
A
D
+q B
+q
C
C. 2 q Data : R1 = 10 cm R2 = 20 cm Solusi : ED
R EB
A
EC
D
+q q
B +q q
C
R = EC 2
2
qC qD qB = k k 2 k 2 r r r 2
2
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 140
q q 2 = k C2 2 r 2r qC = – 2 2 q Jawab : E k
29. Tabel di bawah ini adalah tabel dari 5 kapasitor dengan lambang luas keping A, jarak keping d dan tetapan dielektrikum udara K0. Di antara 5 kapasitor tersebut yang kapasitasnya terbesar adalah …
Data : tabel Solusi :
A d Jawab : B C εO
30. Voltmeter V memiliki hambatan 1 k, Amperemeter A memiliki hambatan 1 . Kedua alat ini digunakan untuk mengukur hambatan X dengan menggunakan rangkaian seperti gambar. Pada V terbaca 5 volt, pada A terbaca 25 mA. Besarnya hambatan X = .... A. 250 B. 200 C. 100 D. 0,25 E. 0,20 Data : RV = 1000 RA = 1 V = 5 volt I = 25 mA = 0,025 A Solusi : VX = iX.RX 5 = 0,025.RX RX = 200 Jawab : B KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 141
31. Pada gambar rangkaian di bawah, kuat arus yang E = 3V r = 0,4 Ω melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-masing adalah … A. 0,8 A dan 2,2 V B. 0,6 A dan 2,76 V C. 0,6 A dan 2,3 V D. 0,4 A dan 1,84 V E. 0,2 A dan 0,92 V Data : E = 3 volt r = 0,4 R = 4,6 Solusi : Vtot = I x Rtot Rtot = 4,6 + 0,4 = 5 3=ix5 i = 0,6 A VR = i.R = 0,6 x 4,6 = 2,76 volt Jawab : B 32. Dua kawat lurus sejajar, kawat pertama dialiri arus I = 2 ampere ke atas seperti pada gambar. Agar induksi magnetik di titik P sama dengan nol, maka arus yang mengalir pada kawat kedua adalah . . . A. 6 A ke atas B. 6 A ke bawah C. 2 A ke atas 3 2 D. A ke bawah 3 3 E. A ke atas 2 Data : pada gambar Solusi : BP-1 =BP-2 μ i B O 2a i1 i2 a1 a 2 2 i2 d 3d 4 4 i2 = 6 A ke atas Jawab : A
I1
I2
3d d P 4 4
33. Jika kawat PQ sejajar kawat RS i1 = 6 A, a = 20 cm, μ0 = 4π × 10–7 Wb.A–1m–1, menghasilkan gaya tolak sebesar 4,8 × 10–5 N.m–1. Kuat arus I2 dan arahnya adalah . . . A. 8 A dari S ke R D. 6 A dari R ke S B. 8 A dari R ke S E. 2 A dari R ke S KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 142
C. 6 A dari S ke R Data : pada gambar Solusi : .i .i F O 1 2 2 .a 4 x 10 7.6.i 2 4,8 x 10 5 2 .0,2 i2 = 8 A dari S ke R Jawab : A 34. Perhatikan gambar di samping! Sebuah rangkaian kawat logam KLMN dengan hambatan R = 2 ohm, berada dalam medan magnet 2 Wb.m–2. Bila batang logam panjang AB = 30 cm digerakkan sehingga arus listrik mengalir dari L ke M melalui R sebesar 600 mA, kawat AB digerakkan dengan laju … A. 0,6 m.s–1 ke kanan B. 0,6 m.s–1 ke kiri C. 3,6 m.s–1 ke kanan D. 2,0 m.s–1 ke kanan E. 2,0 m.s–1 ke kiri Data : R = 2 B = 2 Wb/m2 = 30 cm i = 0,6 A Solusi : =IxR = 0,6 x 2 = 1,2 volt = B. .v 1,2 = 2.0,3.v v = 2 m/s ke kiri Jawab : B 35. Perhatikan gambar di bawah, G adalah generator arus bolakbalik R = 2000 , L = 0,5 henry, dan C = 0,2 mikrofarad. Kecepatan sudut = 2000 rad/s. Impedansi antara A dan E adalah .... A. 1000 D. 4000 B. 2000 E. 5000 C. 2500 Data : R = 2000 L = 0,5 henry C = 0,2 F = 2000 rad/s Solusi : XL = .L XL = 2000.0,5 = 1000 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 143
1 ω.C 10 7 = 2500 XC 2000.2
XC
Z R 2 XL X C
2
Z 2000 2 1000 2500 Z = 2500 Jawab : C
2
36. Menurut model atom Bohr, elektron bergerak mengelilingi inti hanya pada lintasan tertentu. Besarnya momentum anguler elektron pada lintasan itu adalah A. berbanding lurus dengan tetapan Planck B. berbanding lurus dengan tetapan Rydberg C. berbanding terbalik dengan tetapan Planck D. berbanding terbalik dengan tetapan Rydberg E. berbanding terbalik dengan momentum linear Data : materi kls XII-smtr genap Solusi : h m v r n 2π Jawab : A 37. Energi terbesar yang dipancarkan sebagai radiasi foton pada perpindahan elektron dalam deret Balmer adalah … A. 13,60 eV D. 0,85 eV B. 3,40 eV E. 0,38 eV C. 1,50 eV Data : Solusi : Deret Balmer (deret cahaya tampak) 1 1 1 R ( 2 2 ) n = 3, 4, 5, ... λ 2 n Eo En 2 n 13,6 = 3,4 eV E2 4 Jawab : B 38. Perbandingan jumlah energi yang dipancarkan tiap detik oleh benda hitam pada temperatur 300 K dan 900 K adalah … A. 1 : 243 D. 1 : 9 B. 1 : 81 E. 1 : 3 C. 1 : 27 Data : T1 = 300 K T1 = 900 K Solusi : I = e..T4 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 144
I1 T1 I2 T2
4
4
I1 1 I2 3 I1 1 I2 81 Jawab : B
39. Massa inti 42 He = 4,0206030 sma dan massa deuteron 21H = 2,0014102 sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka energi minimum yang digunakkan untuk memecahkan partikel alpha menjadi dua deuteron adalah .... A. 12,05 MeV D. 24,10 MeV B. 14.08 MeV E. 34,25 MeV C. 16,56 MeV Data : pada soal Solusi : E = [m 42 He – 2.m 21H ] x 931 MeV E = [4,0020603 – 2 x 2,014102] x 931 MeV E = [0,0177826] x 931 MeV E = 16,56 MeV Jawab : C 40. Reaktor inti dapat digunakan untuk hal-hal berikut, kecuali ... . A. membuat isotop-isotop B. mendeteksi radioaktivitas C. menghasilkan energi nuklir D. merakit peluru kendali E. membuat beberapa reaksi nuklir Data : Solusi : Jawab : D
Pilihlah satu jawaban yang paling kamu anggap benar !
1. Sebuah mobil mula-mula diam. Kemudian mobil dihidupkan dan mobil bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s2. Setelah mobil bergerak selama 10 sekon mesinnya dimatikan, mobil mengalami perlambatan tetap dan mobil berhenti 10 sekon kemudian. Jarak yang masih ditempuh mobil mulai dari saat mesin dimatikan sampai berhenti adalah . . . . A. 210 m B. 200 m C. 195 m D. 100 m E. 20 m KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 145
Data : a = 2 m/s2 t = 10 s Solusi : 10 det
A
B
10 det
SAB
C
SBC
vB = vA + at vB = 0 + 2.10 = 20 m/s vC = vB + at 0 = 20 + a.10 a = – 2 m/s2 vC2 = vB2 + 2a.SBC 0 = (20)2 + 2(–2).SBC SBC = 100 m Jawab : D 2. Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel tersebut akan berhenti setelah menempuh lagi jarak sejauh . . . A. 15 m B. 20 m C. 25 m D. 30 m E. 50 m Data : a = 2 m/s2 t = 10 s Solusi : vO = 30 m/s
vt1 = 15 m/s
S1 = 75 m
a
vt2 = 0 m/s
S2 = ... ?
v 2t1 v 02 2S1 15 2 30 2 = – 4,5 m/s2 2.75
S2 dengan percepatan tetap – 4,5 m/s2 dan vO = vt1, maka diperoleh : v 2 v 2t1 S 2 t2 2a
0 2 15 2 25 m 2. 4,5
Jawab : C
3. Peluru ditembakkan condong ke atas dengan kecepatan awal 1,4 x 103 m/s dan mengenai sasaran yang jarak mendatarnya sejauh 2 x 105 m. Bila percepatan gravitasi 9,8 m/s2 maka elevasinya adalah n derajat, dengan n sebesar . . . . A. 10 B. 30 C. 45 D. 60 E. 75 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 146
Data : vO = 1,4 x 103 m/s x = 2 x 105 m Solusi : v 2 .sin2n x 0 g
1,4 x 10 .sin2n 3 2
2 x 10 5
Sin 2n = 1 ; Jawab : C
9,8 n = 450
4. Sebuah jembatan melengkung denan jari-jari kelengkungan R. Titik pusat kelengkungan ada dibawah jembatan itu. Gaya yang diakibatkan pada jembatan itu oleh sebuah mobil yang beratnya W yang bergerak dengan kecepatan v sewaktu berada di puncak jembatan itu (g adalah percepatan gravitasi), adalah sebesar . . . . V2 w 1 A. R g
B. w 1 V gR 2
C.
2
Wv W gR
V2 w 1 D. R g
E. w 1 V gR 2
Data : Solusi :
F = m.a
v2 R v2 N W m R
W – N m
v2 N W 1 gR Jawab : E
5. Peluru A dan B ditembakkan dari senapan yang sama dengan sudut elevasi yang berbeda, peluru A dengan 300 dan peluru B dengan sudut 600. Perbandingan antara tinggi maksimum yang dicapai peluru A dengan peluru B adalah . . . . KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 147
A. 1 : 2 B. 1 : 3 C. 2 : 1 D. 1 : 3 E. 3 : 1 Data : 1 = 300 2 = 600 Solusi : v 2 .sin 2 hmax 0 2g hmax - A sin 2 30 0 hmax -B sin 2 60 0 hmax - A 1 hmax -B 3 Jawab : B 6. Dua buah vektor yang arahnya berbeda dan nilainya sama yaitu a, jika diperkalikan secara silang dapat menghasilkan sebuah vektor yang nilainya sama dengan ½a2 SEBAB Dua buah vektor hanya dapat diperkalikan silang jika arahnya berbeda Data : Solusi : Perkalian silang dua vektor yang nilainya sama : a x a = a2 sin = ½ a2 = 300 Hasil ½ a2 diperoleh untuk sudut apit 300. Pernyataan benar
Dua buah vektor yang arahnya berbeda dapat dijumlahkan, diperkalikan titik atau skalar maupun diperkalikan silang. Alasan salah
Jawab : C
7. Pada gambar di samping!. Massa katrol diabaikan. Nilai tegangan tali T adalah . . . . A. 6 N B. 14 N C. 20 N D. 27 N E. 34 N Data : lihat gambar Solusi :
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
6 kg
Roda katrol pejal
1 K = 3 2 g = 10 m/s
3 kg
Page | 148
N fgesek
T
W
T
a
W
Benda 6 kg: W1 = m1.g = 6.10 = 60 N fgesek = .w1 = 1/3.60 = 20 N m 2 .g - fgesek 10 a m/s 2 m1 m 2 9 Benda gandol : W2 – T = m2.a T = 27 N Jawab : D 8. Balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C (lihat gambar di samping), balok B beratnya 500 N. Koefisien gesekan antara balok A dan balok B 0,2, koefisien gesekan antara balok B dengan lantai 0,5. Besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B adalah . . . . A. 950 newton B. 750 newton C. 600 newton D. 320 newton E. .100 newton Data : FA = 100 N FB = 500 N AB = 0,2 B-L = 0,5 Solusi : fAB fB-L
A B
F
A B
F
Syarat : F = fAB + fB-L F = AB.NA + B-L .Ntot F = 0,2.100 + 0,5.(500 + 100) F = 320 N Jawab : D
9. Pada sistem kesetimbangan benda tegar seperti tampak pada gambar di samping. Batang homogen AB panjangnya 80 cm berat 18 N, berat beban 30 N dan BC adalah tali. Jika jarak AC = 60 cm, tegangan pada tali adalah . . . . A. 36 newton B. 48 newton C. 50 newton D. 65 newton KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
C
A
B
Page | 149
E. 80 newton Data : AB = 80 m AC = 60 m BC = 100 m Solusi : C
T
T sin
A
B
18 N 30 N
Syarat seimbang: A = 0 18.(½ AB) + 30.(AB) – T.sin.(AB) = 0 18.(½ .80) + 30.(80) = T. 3 .(80) 5
T = 65 N Jawab : D
10. Tiga buah bola masing-masing berjari-jari 30 cm, 30 cm dan 20 cm disusun seperti pada gambar di samping. Massa balok kecil m, massa balok besar M, percepatan gravitasi g. Besar gaya yang dikerjakan oleh salah satu bola besar pada bola kecil adalah . . . . A. 5mg B. C. D. E.
8 3Mg 8 2Mg 5 3mg 8 2M mg 5
Data : R = 30 cm r = 20 cm M dan m Solusi : N
N
2 20
mg
30
30
30
3 5 = 4 5
Sin = Cos
Cos 2 =
7 25
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 150
R F12 F22 2.F1.F2 .cos θ mg N2 N2 2.N.N.cos 2θ
7 mg N 1 1 2. 25
mg = N( 8 ) 5
N = 5mg 8
Jawab : A 11. Sebuah benda bermassa 2 kg meluncur dalam jalan lingkaran vertikal yang licin berjari-jari 2 m. Jika di titik A (OA horizontal) kelajuannya 2 5 m/s, maka di titik A . . . (1). percepatan sentripetalnya 10 m/s2 (2). percepatan tangensialnya 10 m/s2 (3). nilai mutlak percepatanya 10 2 m/s2 (4). percepatan sudutnya 5 rad/s2 Data : m = 2 kg r= 2m v = 2 5 m/s Solusi : (1).
aS
O R
A
v2 2 5 R 3
2
aS = 10 m/s2 (2). atg = g = 10 m/s2 (3). a tot aS2 a2tg 10 2 m/s2 (4). a tg 10 5 rad/s2 R
2
Semua pernyataan benar Jawab : E 12. Sebuah balok bermassa 3 kg bergerak ke atas pada bidang miring yang sudut miringnya 600, dengan energi kinetik awal 18 joule. Jika koefisien gesekannya 0,3 maka jarak terjauh yang dicapai balok pada saat melincur pada bidang miring adalah . . . . A. 1,0 m B. 0,8 m C. 0,6 m D. 0,4 m E. 0,2 m Data : m = 3 kg = 600 EKO = 18 J] k = 0,3 Solusi : EK = (F.S) 18 = (mg.sin 600 + .mg.cos 600 ).S KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 151
18 = (3.10. 1 3 + 0,3.3.10. 1 ).S 2 1 18 = 30( 3 + 0,15).S 2 S = 8 0,6 m 30,48
2
Jawab : C
13. Sebuah mobil bermassa m memiliki mesin berdaya P. Jika pengaruh gesekan kecil, maka waktu minimum yang diperlukan mobil agar mencapai kecepatan v dari keadaan diam adalah . . . . A. mv P B. P mv C. 2P mv mv 2 D. 2P 2 E. mv P Data : Solusi : P.t = ½ mv2 mv 2 t 2P Jawab : D 14. Jika dua buah benda mempunyai momentum sama tetapi massa berbeda, maka benda yang bermassa lebih besar mempunyai energi kinetik lebih besar SEBAB Energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan massa dan berbanding terbalik dengan momentum Data : Solusi : EK = ½ mv2 atau
mv 2 2m
2
EK P 2m 1 EK m Jadi, untuk momentum yang sama, jika massa lebih besar energi kinetic lebih kecil Pernyataan dan alasan salah
Jawab : E
15. Yang manakah diantara benda-benda berikut yang mengalami gaya terbesar pada waktu bertumbukan dengan dinding batu jika diketahui benda benda tersebut dihentikan oleh dinding dalam selang waktu yang sama KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 152
A. B. C. D. E.
Benda bermassa 150 kg bergerak dengan kelajuan 7 m/s Benda bermassa 100 kg bergerak dengan kelajuan 12 m/s Benda bermassa 50 kg bergerak dengan kelajuan 15 m/s Benda bermassa 40 kg bergerak dengan kelajuan 25 m/s Benda bermassa 25 kg bergerak dengan kelajuan 50 m/s
Data : Solusi : m 150 100 50 40 25
v 7 12 15 25 50
p = mv 1050 1200 750 1000 1250
Jawab : E 16. Suatu ayunan yang bandulnya bermassa M dinaikkan pada ketinggian H dan dilepaskan (lihat gambar disamping). Pada bagian terendah lintasannya, bandul membentur suatu massa m yang mula-mula diam diatas permukaan mendatar yang licin. Apabila setelah benturan kedua massa saling menempel, maka ketinggian h yang dapat dicapai keduanya adalah . . . . A. m 2 .H x 104 m m M B. m .H2 m M
M m
H
2
C. M .H m M D. M .H2 m M 2
E. M .H2 m M Data : Solusi : v 2gH Psebelum = Psesudah M.v = (M + m)v’ M. 2gH = (M + m). 2gh M2.2g.H = (M + m)2.2g.h 2
M2H = M .H M m2 M m Jawab : C h
17. Gambar disamping menunjukkan sebatang pipa kaca yang berisi udara. Ujung atas pipa tertutup, sedang ujung bawah tertutup oleh raksa yang
udara
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 153 10 cm
tingginya 10 cm. Jika tekanan udara di luar 76 cmHg, maka tekanan udara di dalam pipa kaca adalah . . . . A. 0 cmHg B. 10 cmHg C. 66 cmHg D. 76 cmHg E. 86 cmHg Data : Solusi : Air raksa dalam keadaan setimbang: p + pHg = pO pO = 76 cmHg p + 10 cmHg = 76 cmHg p = 66 cmHg Jawab : C 18. Sebuah kubus dengan volume V terbuat dari bahan yang koefisien muai panjangnya . Jika suhu kubus dinaikkan sebesar T, maka luasnya akan bertambah sebesar . . . . A. VT B. 6VT C. 12VT 2
D. 6 .V 3 .ΔT 2
E. 12 .V 3 .ΔT Data : Solusi :
1
Volume kubus V = r3 ; r V 3 Luas kubus (ada 6 sisi): 1
AO = 6.(r x r) = 6V 3 p + pHg = pO pertambahan luas kubus (A): A = AO.(2)T 1
= 6V 3 .(2)T 2
= 12 V 3 T Jawab : E 19. Dengan eksperimen hukum Boyle diperoleh data: ketika h = 50 mm, V = 18 cm3 dan ketika h = 150 mm, V = 16 cm3. Besar tekanan udara luar adalah . . . . A. 750 mmHg B. 760 mmHg C. 800 mmHg D. 1200 mmHg E. 1500 mmHg Data : Solusi: Tekanan gas dalam tabung: P = PO + h Hukum Boyle : KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
V
Hg
h
Page | 154
P1.V1 = P2.V2 (PO + h1).V1 = (PO + h2).V2 (PO + 50).18 = (PO + 150).16 18PO + 800 = 16PO + 2400 PO = 750 mmHg Jawab : A 20. Suatu mesin kalor yang bekerja dengan siklus yang dibangun dari dua proses isobar dan dua proses isokhor seperti pada gambar disamping digunakan untuk menggerakkan sebuah generator yang tegangan keluarannya 200 Volt. Apabila generator ini mendapat beban arus 5 A, maka mesin kalor tersebut dijalankan pada putaran permenit sebesar . . . . A. 100 rpm B. 200 rpm C. 300 rpm D. 400 rpm E. 500 rpm Data : Solusi: Wkalor = W listrik P.V = .i.t ΔP.V t ξ.i t t
3 x 10
5
3x105
P(Pa)
105
V(cm3) 500
1500
- 105 .1500 500.106 200.5
1 detik/siklus 5
jumlah putaran permenit (rpm): rpm
2 60 x 300 rpm 1 2 5
Jawab : C
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 155
1. Benda bergetar selaras sederhana pada pegas dengan tetapan gaya 80 N/m. Amplitudo getaran tersebut 20 cm dan kecepatan maksimumnya sebesar 4 m/s. Massa benda tersebut di atas bernilai . . . . A. 1,0 kg B. 0,8 kg C. 0,4 kg D. 0,2 kg E. 0,1 kg Data : k = 80 N/m A = 20 cm vmaks = 4 m/s Solusi : vmax = A. v 4 ω max 20 rad/s A 0,2 k 80 m 2 0,2 kg ω 400 Jawab : D 2. Radiasi kalor benda hitam mempunyai grafik antara E dan seperti terlihat pada gambar di samping. Pernyataan yang benar adalah . . . . (1). E1T1 > E2T2 (2). T1 > T2 (3). 1 T2 2 T1 (4). 1 E2 2 E1 Data : Solusi : Dari grafik, karena E1 > E2 , maka T1 > T2 E1T1 > E2T2 Hk. Pergeseran Wien berlaku : 1T1 > 2T2 atau 1 T2 2 T1 Hk. Stefan-Boltzman: E = eT4 atau E T4 T4E T2 4 E2 T1 4 E1
E1 E2 O
T1 T2
1 2
atau
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 156
1 4 E2 2 4 E1 Pernyataan (1),(2) dan (3) benar Jawab : A 3. Sebuah tabung berisi gas ideal. Menurut teori kinetik gas dan prinsip ekipartisi 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 kebebasan (4). Pada saat bertumbukan dengan dinding tabung molekul gas kehilangan energi Data : Solusi : (1). p = mv, karena arah kecepatan v berbalik setelah tumbukan, sehingga momentum molekul gas berubah (2). Ek f kT 2 Ek T (berbanding lurus) (3). Pers.(2), f = derajat kebebasan, jadi Ek f (4). Tumbukan antara molekul dan dinding dan antarmolekul adalah lenting sempurna, jadi tidak ada energi yang hilang Pernyataan (1),(2) dan (3) benar Jawab : A 4. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada diagram P-V disamping! (1). Usaha dari a ke b adalah 1,5 x 104 J (2). Usaha dari b ke c adalah 0,5 x 104 J (3). Usaha dari c ke a adalah nol (4). Usaha netto dalam satu siklus adalah 1,0 x 104 J Data : Solusi :
P(105 Pa) 2 a 1
c 0,1
b V (m3 ) 0,2
P(105 Pa)
2 1
a b
c
V (m3 ) 0,1
0,2
(1). Wab = luas bidang a b d e a = ½ (1 + 2) x (0,2 – 0,1) x 105 = 1,5 x 104 J (2). Wbc = – luas bidang c b d e = – (0,2 – 0,1) x 105 = – 104 J (3). Wca = 0 karena isokhorik (4). Wtot = luas bidang a b c = ½.(0,2 – 0,1)(2 – 1).105 = 5 x 104 J Pernyataan (1) dan (3) benar Jawab : B KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 157
5. Suatu mesin kalor Carnot dengan efisiensi 60% dioperasikan antara 2 reservoir kalor, reservoir bersuhu rendah 270 C. Agar mesin Carnot tersebut daya gunanya menjadi 80%, maka diperlukan kenaikan suhu reservoir kalor bersuhu tinggi sebesar . . . . A. 50 K B. 150 K C. 250 K D. 500 K E. 750 K Data : T2 = 300 K 1 = 60% 2 = 80% Solusi : η1 1 T2 T1 300 0,6 1 T1 T1 = 750 K η2 1 T2 T1 300 0,8 1 ' T1 T1’ = 1500 K T = T1’ – T1 = 750 K Jawab : E 6. Dua buah sistem massa pegas A dan pegas B bergetar pada frekuensi fA dan fB, bila fA = 2 fB dan tetapan pegas kedua sistem dianggap sama , maka kedua pegas mA dan mB memenuhi hubungan . . . . m A. mA B 4 mB B. mA 2 m C. mA B 2 D. mA = 2 mB E. mA = 4 mB Data : fA = 2 fB Solusi : f 1 k 2 m fA mB fB mA 2fB mB fB mA
mB 4 mA Jawab : A KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 158
7. Sebuah benda yang bermassa 0,150 kg bergerak harmonis sederhana pada sebuah ujung pegas yang memiliki konstanta pegas 200 N/m. Ketika benda berada 0,01 m dari posisi setimbangnya, kelajuan benda menjadi 0,2 m/s. Energi total benda ketika pada posisi tersebut adalah . . . . A. 0,003 J B. 0,013 J C. 0,030 J D. 0,053 J E. 0,073 J Data : m = 0,150 kg k = 200 N/m v = 0,2 m/s y = 0,01 m Solusi : Ektot = ½ mv2 + ½ k.y2 Ektot = ½ 0,15.(0,2)2 + ½ 200.(0,01)2 Ektot = 0.013 J Jawab : B 8. Sebuah gelombang merambat dari sumber S ke kanan dengan kelajuan 8 m/s, frekuensi 16 Hz, amplitudo 4 cm. Gelombang itu melalui titik P yang berjarak 9,5 m dari S. Jika S telah bergetar 1,25 detik dan arah getar pertamanya ke atas, maka simpangan titik P pada saat itu adalah . . . . A. 0 cm B. 1 cm C. 2 cm D. 3 cm E. 4 cm Data : v = 8 m/s f = 16 Hz A = 4 cm x = 9,5 m t = 1,25 sekon Solusi : Persamaan umum gelombang: v 8 0,5 f 16 yP = A sin (t – kx) x yP = A sin 2(f.t – )
yP = 4 sin 2(16 x 1,25 –
9,5 ) 0,5
yP = 4 sin 2 = 0 Jawab: A 9. Seseorang mendengarkan kembali suaranya sebagai gema dari sebuah tebing setelah waktu 4 detik. Apabila adalah perbandingan panas jenis udara pada tekanan dan suhu konstan dan orang tersebut mengetahui bahwa suhu saat itu T kelvin dan massa molekul relatif udara M, maka orang tersebut dapat menentukan jarak tebing menurut persamaan . . . . RT A. M RT B. 2 M KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 159
C. 4 D. 6 E. 8
RT M
RT M
RT M
Data : t = 4 sekon Solusi : RT d v.t ; v M 2 RT v M R.T .4 M d 2 R.T d 2 M Jawab : B 10. Dua buah speaker A dan B diletakkan seperti pada gambar di samping!. Ternyata pada detektor D terjadi interferensi maksimum orde pertama. Bila kecepatan bunyi di udara 330 m/s, berapa besar frekuensi gelombang bunyi tersebut . . . . A. 165 Hz B. 300 Hz C. 495 Hz D. 660 Hz E. 750 Hz Data : Solusi :
A
40 m
D
9m B
Jarak BD: x BD 9 2 40 41 m Interferensi maks. terjadi saat: x
0,1, 2, 3....
Orde ke – 1: x
1
Δx xBD - x AD
Δx 41 - 40 = 1 m maka: Δx 330 = = 330 Hz f λ 1 Jawab : B 11. Sebuah seruling memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya memiliki nada atas ke dua dengan frekuensi 1700 Hz. Jika kecepatan suara di udara adalah 340 m/s, maka panjang seruling mendekati . . . . KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 160
A. 10 cm B. 15 cm C. 20cm D. 25 cm E. 30 cm Data : f = 1700 Hz n=2 v = 340 m/s Solusi : f n n 1. v 2l 3 1700 . 340 2l
l = 0,3 m =30 cm
Jawab: E
12. Seberkas sinar datang pada permukaan air dengan sudut datang 600 dan kemudian keluar dari permukaan air seperti terlihat pada gambar di samping!. jika indeks bias air 4 , maka hesar sudut adalah . . . . 3 A. 300 B. 450 C. 600 D. Arc sin 1,33 E. Tidak dapat dihitung dari data yang ada
Sinar datang
600
air cermin
Data : = 600 nair = 4/3 Solusi :
.
Sinar 600 datang
A
B
Dalam peristiwa di atas, merupakan sudut pantul, akan tetapi terjadi pergeseran titik pantul dari titik A ke titik B
Sesuai dengan hukum pemantulan, sudut datang = sudut pantul, sehingga = 600 Jawab: C
13. Sebuah lensa tipis menghasilkan bayangan dari sebuah benda pada layar yang ditempatkan 12 cm dari lensa. Saat lensa digeser 2 cm menjauhi benda, layar harus digeser 2 cm mendekati benda agar diperoleh bayangan yang jelas. Jarak fokus lensa tersebut adalah . . . . A. 1,2 cm B. 2,4 cm C. 4,0 cm D. 9,6 cm E. 19,2 cm Data : I. s s’ = 12 cm II s + 2 s’ = 8 cm Solusi : Fokus keadaan I dan keadaan II tetap KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 161
1 1 1 1 s 12 s 2 8 2 1 s 2 2s 24 2
S + 2s – 48 = 0 (s – 6).(s + 8) = 0 S = 6 cm
s.s' s s' 6.12 f 4 cm 6 12 f
Jawab: C 14. Untuk mengetahui hambatan pengganti rangkaian di samping!. Colok ohmmeter dihubungkan ke ujung rangkaian A dan B. Hambatan pengganti rangkaian adalah . . . A. 8 ohm B. 12 ohm C. 15 ohm D. 20 ohm E. 40 ohm
10 A
20 mH 5
10
B
40
Data : I. s s’ = 12 cm II s + 2 s’ = 8 cm Solusi : Ohmmeter (arus DC) berarti XL = 0, sehingga rangkaian analog dengan : A
10
5 B
10 40
R AB
40 x 10 8Ω 40 10
Jawab: A Q
10 cm 1 cm
a
I1
b 20 cm
15. Pada gambar disamping terlukis bahwa kawat lurus PQ dilalui arus listrik sebesar I1 = 10 A dan kawat persegi panjang abcd dilalui arus I2 = 5 A. Resultan gaya yang dialami kawat empat persegi panjang abcd sebesar . . A. 20 mikronewton B. 60 mikronewton C. 120 mikronewton D. 180 mikronewton E. 220 mikronewton
I2 d
c
P
Data : I1 = 10 A I2 = 5 A bc = l = 20 cm Solusi : Karena kawat ab dan cd tidak tidak mengalami gaya dari kawat PQ Kawat abcd adalah satu kesatuan shg gaya tolak menolak antar kawat ab dan cd saling meniadakan dan gaya tolak menolak antar kawat ad dan bc juga saling meniadakan. KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 162
10 cm 1 cm
a
I1
Fad
b
I2 d
Fbc 20 cm
Q
c
P
Gaya tolak pada kawat abcd adalah gaya kawat PQ terhadap kawat ad dan terhadap kawat bc sebagai berikut : Fad
μO .I1.I2 2 π.a 1
4 .10 -7.10.5 2 π.10 -2 –4 Fad = 2 x 10 N μ .I .I Fbc O 1 3 2 π.a 2 Fad
4 .10 -7.10.5 2 π.10 -1 –4 Fbc = 0,2 x 10 N Fbc
Ftotal = Fad – Fbc Ftotal = 1,8 x 10–4 N searah Fad Ftotal = 180 N (ke kiri) Jawab: D 16. Sepuluh buah lampu 12V/24W terhubung paralel dengan kumparan sekunder suatu travo stepdown dengan kumparan primernya terhubung dengan sumber daya PLN 240V. Bila besar arus primer yang dapat diambil dari sumber daya PLN adalah 4 A , maka besar efisiensi travo itu adalah . .. .
3
A. 7% B. 38% C. 53% D. 75% E. 90% Data : I1 = 10 A I2 = 5 A bc = l = 20 cm Solusi :
PP = VP.IP = 240. 4 = 320 watt 3 PS = 10.24 watt = 240 watt P S .100% 75% PP
Jawab: D
17. Menurut pengamat di sebuah planet ada dua pesawat antariksa yang mendekatinya dari arah yang berlawanan, masing-masing adalah pesawat A yang kecepatannya 0,5c dan pesawat B yang kecepatannya 0,4c (c: cepat rambat cahaya). Menurut pilot pesawat A besar kecepatan pesawat B adalah . . . . A. 0,10c B. 0,25c C. 0,40c D. 0,75c KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 163
E. 0,90c Data : vA = 0,5c VB = 0,4c Solusi :
v 1.v 2 v .v 1 1 2 2 c 0,5c 0,4c v 0,5c.0,4c 1 c2 v 0,75c v
Jawab: D 18. Grafik di samping menunjukkan hubungan antara energi kinetik maksimum elektron (Ek) terhadap frekuensi foton (f) pada efek foto listrik. Jika konstanta Planck 6,6 x 10–34 J dan 1 eV = 1,6 x 10– 19 J, maka besarnya f adalah . . . . A. 48 x 1014 Hz B. 21 x 1014 Hz C. 14 x 1014 Hz D. 9,5 x 1014 Hz E. 8,9 x 1014 Hz
Ek (eV) 0,2
f (Hz)
fO f
3,7
Data : h = 6,6 x 10–34 J 1 eV = 1,6 x 10–19 J Solusi :
Pers. Efek foto listrik : Ek = hf – W Ek W f h Dari grafik di dapat energi foton sebesar: –19 Ef = 0,2 x 1,6 x 10 J Fungsi kerja logam : W = hf – Ek Untuk f = 0, maka: W =– Ek –19 W = – Ek = 3,7 x 1,6 x 10 J Sehingga : Ek W f h 0,2 3,7 .1,6 x 10 19 f 6,6 x 10 -34 14 f = 9,5 x 10 Hz
Jawab: D
19. Bila terjadi transisi elektron dalam orbit atom hidrogen, maka frekuensi terbesar terjadi jika elektron pindah . . . . A. dari n = 2 ke n = 1 B. dari n = 3 ke n = 2 C. dari n = 4 ke n = 3 D. dari n = 4 ke n = 2 E. dari n = 5 ke n = 2 Data : Solusi : KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 164
1 1 ΔE E1 2 2 n A nB E1 = – 13,6 eV
E = h.f f ΔE , maka frekuensi terbesar terjadi jika E juga besar
Jawab: A 20. Dalam suatu peluruhan (disintegrasi) inti 73 Li 11H 84 Be X , maka X adalah . . . . A. elektron B. proton C. neutron D. sinar gamma E. positron Data : Solusi : 8 4
Be 00 X
7 3
Li 11H
0 0
X adalah sinar gamma ()
Jawab: B
1. Gerakan sebuah mobil digambarkan oleh grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar disamping!. Percepatan ketika mobil bergerak semakin cepat adalah . . . . A. 0,5 m/s2 B. 1,0 m/s2 C. 1,5 m/s2 D. 2,5 m/s2 E. 3,5 m/s2 Data : Pada gambar Solusi : a
v (m/s) 30 10
t (s) 20
30
vt vo 30 10 2 m/s 2 t 10
Jawab: D
2. Sebuah balok bermassa m meluncur dari ketinggian h pada sebuah bidang miring (sudut kemiringan terhadap bidang datar adalah ) dengan kelajuan tetap. Koefisien gesek kinetis antara balok dan bidang miring adalah . Besar gaya gesek kinetis yang bekerja pada balok adalah . . . . A. mg B. mg C. μmg sin θ
D. mg.sin E. mg.cos KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 165
Data : Pada gambar Solusi : N
fs
mg sin mg cos mg
N = mg.cos F = m.a mg.sin – fK = ma kelajuan tetap: (GLB) a = 0 mg.sin = fK
Jawab: D
3. Air bertemperatur 200C dan bermassa a gram dicampur dengan es bertemperatur – 100C dan bermassa b gram. Kesetimbangan terperatur tercapai tanpa adanya kehilangan kalor dan sebagian es melebur. Diketahui kalor jenis air dan es berturut-turut adalah 1 kal/g0C dan 0,5 kal/g0C serta kalor lebur es adalah 80 kal/gram. Berapa gram massa es yang melebur . . . . A. 4a b 16
B. 4a b 16
C. 4b a 16
D. 4b a 16
E. 4a 4b 16
Data : ta = 200C ma = a gram tes = – 100C mes = b gram cair = 1 kal/g0C ces = 0,5 kal/g0C Les = 80 kal/gram Solusi :
Qair = Qes ma.ca.(ta – 0) = mes.ces.( 0 – tes) + mes’.Les a.1.20 = b.0,5.10 + mes’.80 a.1.20 = b.0,5.10 + mes’.80 80. mes’ = 20a – 5b mes’ = 4a b 16
Jawab: B
4. Suatu mesin Carnot mempunyai efisiensi 30% dengan temperatur reservoir suhu tinggi sebesar 750K. Agar efisiensi mesin naik menjadi 50%, maka tempetarur reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi . . . A. 1050K B. 1000K C. 950K D. 900K KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 166
E. 850K Data : 1 = 30% T2 = 750K 2 = 50% Solusi : T η1 1 1 .100% T2 T 30% 1 1 .100% 750 T1 = 525K T η 2 1 1 .100% T2 525 .100% 50% 1 T2 T2 = 1050 K
Jawab: A
5. Gambar disamping memperlihatkan profil sebuah gelombang pada suatu saat tertentu. Titik A, B dan C segaris. Begitu juga titik D dan E. Simpangan titik A sama dengan 0,5 amplitudo sedangkan simpangan titik E – 0,5 amplitudo. Berapa kali panjang gelombang jarak titik C dari titik A? A. 1 B. C. D.
A O
A B
C D
–A
E
4 1 2 1 3 2 2
E. Data : lihat gambar Solusi : A
O –A
A B
C D
E
Dari titk A ke titik C : 8 kolom 1 kolom : ¼ Jadi jarak dari A ke C : 8 x ¼ = 2 Jawab: E 6. Gambar disamping memperlihatkan jalannya seberkas cahaya melalui lima medium yang berbeda (mulai dari medium 1). Cahaya bergerak paling lambat di dalam . . .. A. medium 1 B. medium 2 C. medium 3 D. medium 4 KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
medium 1 medium 2 medium 3 medium 4 medium 5
Page | 167
E. medium 5 Data : lihat gambar Solusi : Sinar bias yang paling mendekati garis normal adalah pada medium ke empat, berarti medium ke empat memiliki kerapatan terbesar dan cahaya yang bergerak paling lambat di medium ke empat Jawab: D 7. Jumlah muatan yang mungkin dimiliki oleh sebuah benda adalah . . . . A. 4,8 x 10–19 C B. 6,5 x 10–19 C C. 8,4 x 10–19 C D. 9,0 x 10–19 C E. 9,7 x 10–19 C Data : Solusi : Besar muatan yang mungkin dimiliki suatu benda adalah kelipatan bilangan bulat dari muatan electron yaitu : 1,6 x 10–19 = 3 x 1,6 x 10–19 = 4,8 x 10–19 Jawab: A 8. Pada gambar rangkaian listrik berikut : A, B, C, D, dan E A adalah lampu pijar identik. Jika lampu B dilepas, lampu yang menyala lebih terang adalah . . D E B A. lampu A dan C C B. lampu A dan C C. lampu A dan C D. lampu A dan C E. lampu A dan C Data : lihat gambar Solusi : Lampu paling terang adalah lampu yang di aliri arus listrik paling besar. Ketika B dilepas arus terbesar adalah yang melalui D dan E Jawab: E 9. Pada eksperimen celah ganda dengan sumber elektron, pola interferensi terjadi pada layar pendar. Jika jumlah elektron yang ditembakkan ditingkatkan menjadi dua kali jumlah elektron semula, yang terjadi adalah . . . A. Jarak antar garis terang yang berdekatan akan berkurang B. Jarak antar garis terang yang berdekatan akan bertambah C. Pola interferensinya akan bergeser ke samping D. Pola interferensinya tetap, tetapi garis-garis terang semakin jelas E. Pola interferensinya tetap, tetapi garis-garis terang semakin kabur Data : Solusi : Pd n . . . celah ganda L Pd n . . . gel de Broglie L Jumlah electron tidak berpengaruh pada panjang gelombang cahaya. Penembahan jumlah electron hanya akan menambah intensitas cahaya yang berakibat garis-garis terang semakin jelas (Intensitas cahaya bertambah)
Jawab: D
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 168
10. Perhatikan reaksi inti berikut : 14 7
N 42 He 11H X
11 5
B 11H
6 3
11 6
CY
7 4
N Z Be 01n
X, Y, dan Z masing-masing berupa . . . .
A.
18 9
O, 11H, 21H
B.
17 9
O, 21H, 01n
C.
17 8
O, 21H, -01e
D.
17 8
O, 01n, 21H
E. 189 O, 01n, 21H Data : liaht persamaan reaksi Solusi : A xy B mn C xymn hasilnya 14 4 1 7 N 2 He 1H 11 5 6 3
1 1
11 6
2 1
7 4
B H
17 8
X
1 0
C Y
N Z Be 01n
Jawab: D
11. Perhatikan gambar di samping!
T3
Sebuah batu digantung dengan seutas tali pada langit-langit suatu ruangan. Gaya tegangan tali T1 merupakan reaksi bagi gaya berat W SEBAB
T2 T1
Berat gaya W sama dengan besar tegangan T1, sedangkan w arah gaya W berlawanan arah gaya T1. Data : liaht persamaan reaksi Solusi : Syarat aksi-reaksi: Segaris kerja Arah berlawanan Bekerja pada benda berbeda Karena T1 dan W bekerja pada benda yang sama, maka T1 dan W bukan aksi reaksi meskipun besarnya sama dan berlawanan Jawab: D 12. Dua partikel bermuatan listrik terpisah oleh jarak sejauh r. Gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing partikel sama besar SEBAB Arah kedua gaya berlawanan Data : Solusi : Fk
Q 1Q 2 R2
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 169
+
+
–
+
–
–
Besar gaya coulomb pada kedua muatan selalu sama dan arahnya selalu berlawanan Jawab: B 13. Berdasarkan hukum Newton tentang gerak, pernyataan berikut yang benar adalah . . . . (1). Orang di dalam bak terbuka sebuah truk yang melaju melihat bola yang dilemparkannya vertikal ke atas jatuh di belakang truk tersebut (2). Perahu bermotor yang sedang bergerak akan tetap bergerak beberapa saat setelah mesin perahu tersebut dimatikan (3). Resultan gaya yang bekerja pada suatu benda yang bergerak selalu tidak sama dengan nol (4). Gaya normal yang bekerja pada sebuah balok yang menempel pada lantai bukan merupakan reaksi bagi gaya tarik bumi Data : Solusi : Hukum I Newton: F=0 Benda DIAM: Benda diam cenderung mempertahankan keadaan diamnya GLB: Benda bergerak cenderung mempertahankan keadaan gerakannya Hukum III Newton: Faksi = – Freaksi Syarat aksi reaksi:
Segaris kerja Arah berlawanan Bekerja pada benda berbeda (1). Bukan berdasarkan hukum Newton (salah) (2). Kapal bermotor cenderung mempertahankan gerakannya (benar) (3). Benda yang bergerak lurus beraturan (GLB) memiliki resultan gaya = nol / benda bergerak bias saja memiliki resultan gaya = nol (salah)
(4). Gaya normal bekerja pada balok, gaya gravitasi bumi juga bekerja pada balok, berarti bukan pasangan aksi dan reaksi (benar)
Jawab: C
14. Pernyataan yang benar tentang kapasitansi sebuah kapasitor pelat sejajar adalah . . . . (1). Berbanding lurus dengan luas pelat (2). Tidak bergantung pada rapat muatan (3). Bergantung pada jarak antar pelat (4). Tidak bergantung pada jenis bahan yang disisipkan di antara kedua pelat Data : Solusi : A C
d = konstanta di elektrikum d = jarak antar pelat A = luas pelat
Jawab: A
15. Pernyataan berikut yang benar mengenai gelombang elektromagnetik adalah . . . KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 170
(1). Sifat tranversal gelombang bidang elektromagnetik dapat ditunjukkan dengan percobaan polarisasi (2). Di ruang hampa kelajuan sinar-X lebih besar dari pada kelajuan gelombang radio (3). Kelajuan gelombang elektromagnetik dipengaruhi medium perambat (4). Gelombang elektromagnetik mempunyai panjang gelombang lebih besar dari pada gelombang bunyi. Data : Solusi : Sifat gelombang elektromagnetik (GEM): (1). GEM dapat dipolarisasikan, dipantulkan dan dibiaskan (merupakan gelombang tranversal) (2). Kelajuan GEM sama di ruang hampa (sinar-X dan gelombang radio merupakan spectrum GEM) (3). Medium mempengaruhi kecepatan perambatan GEM: n1 v 1 n2 v2 (4). Energi GEM lebih besar dari energi bunyi sehingga pajang gelombang GEM lebih kecil Ingat : 1 E
Jawab: B
KUMPULAN SOAL UJI KOMPETENSI FISIKA/sulistiyo/G.I/2012
Page | 171
