OLIMPIADE SAINS NASIONAL TINGKAT PROPINSI TAHUN 2008 SOAL FISIKA Waktu Test : 150 menit Petunjuk mengerjakan soal: Umum : 1. Untuk menjawab semua soal dalam naskah soal tes ini disediakan waktu 150 (seratus lima puluh) menit. 2. Naskah soal ini terdiri dari 60 soal dengan rincian 45 soal pilihan ganda dengan empat pilihan jawaban dan 15 soal isian singkat.
Khusus : Untuk Soal Pilihan Ganda Dari keempat pilihan jawaban pada setiap soal, hanya ada satu pilihan jawaban yang paling benar. Pilihlah jawaban yang paling benar dengan cara memberikan tanda silang pada huruf di depan pilihan jawaban yang paling benar. Contoh:
1
a
b
c
d
Bila ingin mengganti jawaban, lingkari tanda silang dari jawaban yang ingin diganti, kemudian berikan tanda silang pada jawaban yang baru. Contoh:
1
a
b
c
d
Setiap jawaban yang benar diberi skor 2 (dua) dan jawaban salah atau tidak ada jawaban diberi skor 0 (nol). Lembar jawaban harus diisi dengan menggunakan ballpoint/tinta, tidak boleh menggunakan pensil. Selama mengerjakan soal tidak boleh menggunakan kalkulator dan alat hitung lain. Untuk Soal Isian Singkat Tuliskan jawaban pada tempat yang telah disediakan Bila ingin mengganti jawaban, coret jawaban yang salah kemudian tuliskan jawaban yang benar di sampingnya. 1
Pilihan Ganda 1. Gaya listrik antara dua muatan titik besarnya sebanding dengan hasil kali kedua muatan itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, F
k
Q1.Q2 r2
Dalam persamaan tersebut di atas, besaran pokok dan besaran turunan beserta satuannya berturut-turut adalah … . a. muatan listrik dengan satuan coulomb, dan gaya listrik dengan satuan newton b. jarak dengan satuan meter, dan gaya listrik dengan satuan newton c. gaya listrik dengan satuan newton, dan muatan listrik dengan satuan coulomb d. jarak dengan satuan meter, dan muatan listrik dengan satuan coulomb 2. Sebuah silinder pejal mempunyai diameter 7 mm dan tinggi 1,5 cm. Jika massanya 115,5 gram maka massa jenisnya adalah ... . a. 20000 gram/cm3 b. 2000 gram/cm3 c. 200 gram/cm3 d. 20 gram/cm3 3. Hasil ukur yang terbaca pada skala mikrometer pada gambar di bawah ini adalah ... a. 7,43 x 10-3 m b. 7,23 x 10-3 m
0
5
25
c. 7,73 x 10-3 m d. 7,73 x 10-3 m
20
4. Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan awal sebesar 10 m/s dan percepatan tetap sebesar 2 m/s2 yang arahnya berlawanan dengan arah kecepatan awal. Setelah bergerak selama 7,5 s benda menempuh lintasan sepanjang ... . a. 6,25 m b. 18,75 m c. 31,25 m d. 56, 25 m 2
5. Dua anak mengangkat sebilah papan. Anak 1 mengangkat tepat pada bagian tengah papan, sedangkan anak ke-2 pada ujung papan. Maka ... . a. anak pertama merasakan seluruh berat papan, anak 2 tidak merasakan berat papan b. anak 1 merasakan seluruh berat papan, anak kedua merasakan 1/2 berat papan c. anak 1 merasakan 1/2 berat papan, anak kedua merasakan seluruh berat papan d. anak 1 tidak merasakan berat papan, anak 2 merasakan seluruh berat papan
6. Sebuah benda yang massanya 707 gram mengalami dua buah gaya yang masingmasing 10 newton arah ke timur dan 10 newton arah ke utara. Karena kedua gaya itu, benda tersebut mengalami percepatan yang besar dan arahnya … . a. 2,8 m/s2, ke tenggara b. 2,8 m/s2, ke timur laut c. 2,0 m/s2, ke tenggara d. 2,0 m/s2, ke timur laut
7. Seseorang mengangkat sebuah benda yang massanya 50 kg setinggi 20 meter dalam watu 1 menit. Jika
percepatan gravitasi dianggap 10 m/detik2 maka daya yang
diperlukan adalah ... . a. 16,5 watt b. 50,2 watt c. 100,0 watt d. 166,7 watt
8. Jika permukaan raksa di dalam pipa 8 cm lebih rendah dari permukaan raksa di dalam bejana dan tekanan udara saat itu 0,9 atm, maka tekanan udara yang terperangkap dalam pipa itu adalah … .
Pipa kaca Udara terperangkap Bejana
a. 64,4 cm Hg b. 68,4 cm Hg
8 cm
c. 76,4 cm Hg
Raksa
d. 84,0 cm Hg 3
9. Sebuah botol yang volumenya 600 cc berada di air. Botol itu memiliki lubang sehingga air dapat masuk ke dalamnya sebanyak 5 cc/s. Mula-mula seperempat bagian botol tenggelam di dalam air, sementara air belum masuk botol. Tiga per empat bagian botol akan berada di dalam air setelah selang waktu ... . a. 30 detik b. 40 detik c. 60 detik d. 90 detik 10. Sebuah pipa air memiliki ujung-ujung yang berbeda luas penampangnya. Luas penampang ujung B setengah kali luas penampang ujung A. Air masuk melalui ujung A sebanyak 1 liter/s dengan laju 10 cm/s. Jika di tengah pipa terdapat kebocoran sebanyak 50 cc air tiap detik, maka air keluar dari ujung B dengan laju ... . a. 20 cm/s b. 19 cm/s c. 18 cm/s d. 17 cm/s 11. Sebuah benda digantung dengan dua tali seperti pada gambar di samping ini. Jika tegangan masing-masing tali adalah 5 2N , maka berat
5 2N
5 2N
benda itu (W) adalah ... . a. 5 N b. 5 2N
W
c. 10 N d. 10 2N
4
12. Beban 75 gram digantungkan pada pegas yang panjangnya 20 cm sehingga panjang pegas menjadi 24 cm. Kemudian beban disimpangkan sejauh 2 cm dan dilepaskan sehingga bergetar harmonis. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka frekuensi getaran beban itu adalah ... . a. b. c. d.
5
5 2 5 5 2
10 Hz
10 Hz 5 Hz 5 Hz
13. Pada sebuah percobaan ayunan sederhana digunakan panjang tali 50 cm, dan teramati sebanyak 7 getaran setiap detik. Percepatan gravitasi di tempat percobaan itu dilakukan adalah ... . a. 9,66 m/s2 b. 9,62 m/s2 c. 9,56 m/s2 d. 9,26 m/s2 14. Di bawah ini adalah beberapa langkah percobaan mengukur frekuensi ayunan sederhana yang dilakukan oleh sekelompok siswa SMP, yaitu : (1) mengukur dan mencatat selang waktu untuk 20 getaran (2) mengukur dan mencatat selang waktu untuk 20 getaran sebanyak tiga kali (3) membuat tabel pengamatan (4) menghitung frekuensi getaran untuk setiap kelompok data (5) menghitung rata-rata frekuensi urutan langkah yang paling benar adalah a. (1), (2), (3), (4), dan (5) b. (3), (2), (4), dan (5) c. (3), (1), (4), dan (5) d.
(2), (3), (4), dan (5) 5
15. Dua buah pegas bergetar dengan frekuensi berbeda. Frekuensi getar pegas A adalah 10 Hz dan frekuensi pegas B adalah 8 Hz. Pada saat t = 0, pegas A berada pada fase getar 0, sementara pegas B pada fase getar 90°. Kedua pegas akan berada pada fase getar yang sama setelah bergetar selama ... . a. 0,125 detik b. 0,250 detik c. 0,500 detik d. 1,000 detik 16. Sebuah gelombang menjalar pada tali dengan cepat rambat 60 cm/s. Dalam satu meter panjang tali terbentuk dua bukit dan tiga lembah gelombang. Frekuensi gelombang itu adalah … . a. 1,2 Hz b.
0,67 Hz
c.
0,24 Hz
d.
2,4 Hz
17. Pada tali sepanjang 180 cm terbentuk gelombang stasioner yang terdiri dari 13 simpul dan 12 perut. Jika frekuensi sumber gelombangnya 150 Hz, maka cepat rambat gelombang itu adalah ... . a. 22,5 m/s b. 45 m/s c. 67,5 m/s d. 90 m/s 18. Pada seutas tali merambat sebuah gelombang dari kiri ke kanan, sementara dari arah berlawanan merambat sebuah gelombang lain. Kedua gelombang bertemu, lalu ... . a. masing-masing gelombang merambat balik b. kedua gelombang bergabung merambat ke salah satu arah, kiri atau kanan c. masing-masing gelombang terus merambat sesuai arahnya semula d. gelombang yang amplitudonya lebih kecil hilang, sementara gelombang yang amplitudonye lebih besar terus merambat 6
19. Pada suatu percobaan tabung resonansi, Garpu tala
resonansi pertama terjadi ketika panjang kolom udara 16 cm dan resonanasi kedua terjadi ketika panjang kolom udara 48 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 320 m/s, maka frekuensi garputala yang digunakan adalah ... . a. 480 Hz
Tabung resonansi
Kolom udara
Tabung reservoir air
b. 500 Hz c. 520 Hz d. 540 Hz Pipa elastis 20. Berikut adalah warna-warna cahaya tampak yang disusun berurutan mulai dari yang berfrekuensi lebih tinggi ke yang berfrekuensi lebih rendah : a. merah, kuning, biru, ungu b. merah, biru, kuning, ungu c. ungu, kuning, biru merah d. ungu, biru, kuning, merah
21. Sinar sejajar yang datang pada sebuah cermin cekung sferis dipantulkan tidak semua tepat menuju ke satu titik fokus pada sumbu, melainkan agak menyebar pada arah sejajar sumbu utama cermin cekung. Cacat itu oleh bentuk permukaan cermin dan disebut sebagai ... . a. aberasi kromatis b. aberasi sferis c. distorsi d. astigmatisma.
7
22. Seberkas sinar datang dari udara ke suatu cairan melalui dinding kaca. Diketahui indeks bias kaca 1,5. Jika sinar itu dari udara jatuh pada permukaan kaca dengan sudut datang 60° dan keluar dari sisi kaca yang lain masuk ke cairan dengan sudut bias 30°, maka indeks bias cairan itu adalah … . (Gunakan sin 60° = 0,5√3 dan sin 30° = 0,5.) a. 0,5 b. 0,5√3 c. √3 d. 1,5√3
23. Bila kita memandang air kolam yang jernih, di sebagian besar arah pandangan terlihat jelas apa yang ada di dasar kolam, tetapi pada arah tertentu kita tidak dapat melihat apa yang ada di dasar kolam itu. Hal itu karena terjadi peristiwa … . a. pemantulan b. pembiasan c. pemantulan sempurna d. pembiasan ganda
24. Apabila dua berkas cahaya yang frekuensinya sama namun berbeda fase 180° jatuh di layar di tempat yang sama, maka di tempat itu tampak ... . a. titik terang b. titik gelap c. titik buram d. tak bisa dipastikan terang atau gelap
25. Fenomena alam yang merupakan bukti bahwa cahaya merambat lurus adalah a. gerhana b. pelangi c. petir d. aurora 8
26. Mata rabun dekat membutuhkan kaca mata dengan lensa positif untuk membaca. Bila tak berkaca mata, maka sinar yang datang dari titik dekat mata akan ... . a. difokuskan di depan retina mata b. difokuskan di retina mata c. difokuskan di belakang retina mata d. kadang-kadang difokuskan di depan retina mata kadang-kadang difokuskan di belakang retina mata
27. Sebuah lup digunakan untuk melihat (mengamati) benda-benda yang kecil agar tampak lebih besar. Agar maksud tersebut tercapai benda yang diamati harus diletakkan pada jarak … . a. sangat jauh (tak hingga) b. sama dengan jarak fokus lup c. sama dengan dua kali jarak fokus d. lebih besar dari nol tetapi kurang dari atau sama dengan jarak fokus lup
28. Dua buah termometer P dan Q prinsip kerjanya sama, tetapi memiliki skala yang berbeda. Batas bawah dan batas atas skala termometer P adalah 0° P dan 50° P dan dibagi menjadi 50 skala, sedangkan batas bawah dan batas atas skala termometer Q adalah 20° Q dan 170° Q dan dibagi menjadi 150 skala. Jika termometer P menunjukkan angka 30° P, maka saat itu termometer Q menunjukkan angka … . a. 50° Q b. 90° Q c. 110° Q d. 150° Q
29. Termometer Reamur dan Fahrenheit menunjukkan nilai yang sama pada angka ... . a. 40 b. 25,6 c. Nol d. -25,6 9
30. Penguapan air dapat dipercepat dengan cara … a. memperlebar permukaan air, memperkecil tekanan udara di atas permukaan air, dan menambah kelembaban udara di atas permukaan air b. memperlebar permukaan air, memperkecil tekanan udara di atas permukaan air, dan mengurangi kelembaban udara di atas permukaan air c. memperlebar permukaan air, memperbesar tekanan udara di atas permukaan air, dan menambah kelembaban udara di atas permukaan air d. memperlebar permukaan air, memperbesar tekanan udara di atas permukaan air, dan mengurangi kelembaban udara di atas permukaan air
31. Grafik di samping ini disebut sebagai diagram P-T
P
suatu zat. P adalah tekanan dan T suhu mutlak. Berdasarkan diagram P-T tersebut, maka titik lebu , titik didih dan titik tripel berturut-turut adalah … . a. T1, T2, T3
cair padat
b. T1, T3, T4 c. T2, T4, T3 d. T2, T3, T4
gas
T1 T2 T3
T4
T
32. Jika sebongkah es ditekan di suatu bagian, maka pada bagian itu es akan mencair. Hal ini menunjukkan bahwa ... . a. pada tekanan udara yang lebih tinggi, titik lebur es lebih rendah b. pada tekanan udara yang lebih tinggi, titik lebur es lebih tinggi c. jika ditekan suhu es meningkat sehingga mencair d. tekanan merupakan salah satu bentuk kalor 33. Suatu gas disimpan dalam sebuah wadah, yang tutupnya dapat bergerak bebas. Wadah dipanaskan sehingga gas mengembang. Usaha yang dilakukan gas adalah ... . a. bergantung pada beda volume gas sebelum dan sesudah mengembang b. bergantung pada tekanan awal gas c. bergantung pada tekanan akhir gas d. nol 10
34. 100 gram air yang kalor jenisnya 4200 joule/gram. °C, suhunya naik dari 30 °C menjadi 50 °C setelah dipanaskan oleh heater selama 1 menit. Jika pada heater tertera daya 200 W, maka efisiensi heater tersebut adalah ... . a. 60% b. 70% c. 80% d. 90%
35. Pada suhu 0° C sebuah koin memiliki diameter 4 cm dan pada suhu 50° C diameternya menjadi 4,01 cm. Koefisien muai luas koin itu adalah ... . a. 0,001° C-1 b. 0,0001° C-1 c. 0,00001° C-1 d. 0,000001° C-1
36. Isolator dapat dimuati (listrik statis) dengan cara ... . a. digosok dan diberi arus listik b. diinduksi listrik dan diberi arus listrik c. diinduksi listrik dan dielektromagnetisasi d. digosok dan diinduksi listrik
37. Ada lima buah muatan listrik A, B, C, D dan E. A dan B tarik menarik, A dan C tolak menolak, C dan D tolak menolak, C dan E tarik menarik. Jika D bermuatan listrik positif, maka ... . a. A dan C bermuatan listrik negatif, sedangkan B dan E bermuatan listrik positif b. A dan B bermuatan listrik negatif, sedangkan C dan E bermuatan listrik positif c. A dan C bermuatan listrik positif , sedangkan B dan E bermuatan listrik negatif d. A dan B bermuatan listrik positif, sedangkan C dan E bermuatan listrik negatif
11
38. Di suatu ruang seberkas elektron yang ditembakkan ke Utara membelok ke Timur, dan jika ditembakkan ke Selatan berkas itu membelok ke Timur juga. Ini menunjukkan bahwa di ruang itu terdapat .... . a. medan listrik yang arahnya ke Barat b. medan listrik yang arahnya ke Timur c. medan magnetik yang arahnya tegak lurus ke bawah d. medan magnetik yang arahnya tegak lurus ke atas
39. Dua batang konduktor masing-masing panjangnya 5 m dan diameternya 2,5 mm. Hambat jenis batang pertama adalah 1,7 x 10-8 adalah 6,8 x 10-8
m dan hambat jenis batang kedua
m. Jika kedua batang itu masing-masing dipasang pada beda
potensial listrik 24 volt, maka perbandingan kuat arus pada konduktor pertama dan kedua adalah ... . a. 1 : 4 b. 2 : 4 c. 4 : 1 d. 4 : 2 40. Suatu penampang kawat tembaga dilewati oleh 5 triliyun elektron tiap/menit. Jika muatan elektron adalah 1,6 x 10-19 coulomb, maka kuat arus pada kawat tembaga itu adalah ... . a. 13,3 A b. 1,33 μA c. 0,133 μA d. 0,0133 μA 41. Lampu A 6 W, 12 V dan lampu B 9 W, 12 V disusun secara paralel, lalu dihubungkan dengan sumber daya DC 12 V, 500 mA. Lampu A menyala dengan daya ... . a. 2,4 W b. 1,44 W c. 0,96 W d. 0,48 W 12
42. Setelah H.C. Oersted mengemukakan hasil penemuannya, para ahli fisika memahami bahwa kelistrikan dan kemagnetan adalah dua bagian yang tak terpisahkan satu dari yang lainnya. Penemuan itu menyatakan bahwa … . a. perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet b. perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik c. arus listrik menimbulkan magnet d. arus listrik menimbulkan medan magnet
43. Sebuah transformator dengan jumlah lilitan primer 100 dan jumlah lilitan sekunder 150 diberi input dari baterai 9 volt. Tegangan output yang dihasilkan adalah ... . a. 13,5 V b. 9 V c. 6 V d. 0 44. Satu bulan rata-rata 30 hari. Jika jarak Bumi – Bulan menjadi setengahnya dan Bulan tetap beredar mengelilingi Bumi, maka lama rata-rata satu bulan menjadi ... . a. 60 hari b. 60√2 hari c. 7,5 hari d. 7,5√2 hari
45. Sebuah roket diluncurkan vertikal ke atas menuju angkasa luar. Dilihat dari tempat peluncuran roket itu terlihat bergerak makin lama makin ke ... . a. Utara b. Selatan c. Timur d. Barat
13
B. Isian Singkat
1. Dua besaran fisika dapat dijumlahkan atau dikurangkan satu sama lain jika kedua besaran fisika itu memiliki ................... yang sama. 2. Usaha yang diperlukan untuk mempercepat sebuah elektron (massa 9,1 x 10-28 gram, muatan 1,6 x 10-19 coulomb) dari keadaan diam sampai kelajuannya 105 m/s adalah .......... eV. 3. Dua buah bola dilemparkan vertikal di atas seara berurutan dalam selang waktu 1 sekon dengan kecepatan masing-masing 10 m/s dan 20 m/s. Jika besar percepatan gravitasi 10 m/s2, kedua bola bertumbukan pada ketinggian .......... meter. 4. Sebuah balok kayu yang massanya 10 kg dan massa jenisnya 0,8 gram/cm3 tepat tercelup seluruhnya di bawah permukaan air jika di atas balok kayu itu diletakkan sebuah pemberat P. Jika massa jenis air dianggap 1 gram/cm3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka massa pemberat P adalah ………….. 5. Peristiwa ............... menyebabkan amplitudo dan energi getaran semakin lama semakin kecil. 6. Sebuah kapal laut bergerak lurus meninggalkan pelabuhan dari keadaan mula-mula (t=0) diam, dengan percepatan tetap 3 m/s2. Kapal laut itu membunyikan peluit tiap 2 detik, peluit dibunyikan pertama kali pada waktu t = 0. Jika cepat rambat bunyi di udara 300 m/s, maka bunyi peluit ke 3 dan ke 4 yang dikeluarkan oleh kapal akan terdengar di pelabuhan berbeda waktu .......... detik. 7. Lensa mata .............. bersifat terlalu konvergen sehingga harus dibantu dengan kaca mata berlensa negatif. 8. .................. selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil. 9. Dua buah lensa positif yang sama kuat disusun berurutan. Lensa 2 berada di belakang lensa 1 pada titik api lensa 1. Sebuah benda ditaruh di depan lensa 1 pada titik api lensa 1. Jika panjang fokus lensa 1 adalah f, maka bayangan akhir benda terbentuk di ............................................
14
10. Sebuah cermin cekung ditaruh di belakang sebuah lensa positif pada jarak dua kali panjang fokus lensa. Jika panjang fokus lensa positif F dan panjang fokus cermin cekung 0,5F maka bayangan akhir sebuah benda yang sangat jauh di depan lensa positif terbentuk pada jarak .......... di depan cermin cekung. 11. Garis skala 0 suatu termometer X menunjukkan suhu 0 °C, sementara garis skala 20 termometer tersebut menunjukkan suhu 50 °C. Suhu air yang sedang mendidih pada tekanan udara 1 atm akan ditunjukkan oleh termometer X pada garis skala .......... . 12. Sebuah batang logam A disambung dengan batang logam B dari bahan yang sama dengan luas penampang 3 kali lebih besar. Jika pada tekanan udara 1 atm ujung bebas batang A dimasukkan ke es yang sedang mencair dan ujung bebas batang B dimasukkan ke air yang sedang mendidih, maka suhu di titik sambung batang A dan batang B adalah .......... derajat Celsius. 13. Sebuah proton (massa 1,67 x 10-25 gram, muatan 1,6 x 10-19 coulomb) mula-mula diam, lalu dipercepat oleh beda potensial listrik 40,08 kV. Kemudian proton itu memasuki suatu daerah magnetik yang arah medannya tegak lurus arah kecepatan proton, sehingga proton itu bergerak melingkar dengan radius 1 m. Maka, besar medan magnetik dalam daerah itu adalah .......... tesla. 14. Gambar di samping ini menunjukkan 4
1
susunan bola bermuatan listrik, tiap
-q
-q
Q
q
q
-q
q
Q
q
-q
-q
-q
Q q
-q
q
-q
-q
Q q
q
-q
susunan terdiri dari 5 bola. Urutan susunan yang menunjukkan besar gaya
2
yang dialami bola bermuatan Q dari yang terkecil sampai yang terbesar
3
adalah ......................
4
15. Jika beberapa hambatan disusun secara paralel dan dihubungkan dengan sebuah baterai sebagai sumber tegangan, maka hambatan-hambatan itu berfungsi sebagai ............................ arus. 15
