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 untuk 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 akhir pada tempat yang telah disediakan Bila ingin mengganti jawaban coret jawaban yang salah kemudian tuliskan jawaban yang benar di sampingnya.
Pilihan Ganda
1. Menurut hukum Coulomb, gaya listrik antara dua muatan titik besarnya sebanding dengan hasil kali kedua muatan itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Persamaan Hukum Coulomb itu adalah : 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 yang diameternya 7 mm, tingginya 1,5 cm dan massanya 115,5 gram memiliki rapat massa sebesar ... . a. 20000 gram/cm3 b. 2000 gram/cm3 c. 200 gram/cm3 d. 20 gram/cm3
3. Hasil ukur yang terbaca pada skala mikrometer yang terdapat dalam gambar di samping ini adalah 4 ... . a. 5,44 x 10-3 m b. 7,24 x 10-3 m c. 7,74 x 10-3 m d. 7,75 x 10-3 m
5
25
4. Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan awal sebesar 10 m/s dan percepatan tetap sebesar 2 m/s2 dan berlawanan arah dengan arah kecepatan awal. Setelah bergerak selama 7,5 s benda menempuh lintasan sepanjang ... . e. 6,25 m f. 18,74 m g. 31,25 m h. 56, 25 m
5. Dua anak mengangkat sebilah papan. Anak pertama mengangkat tepat pada bagian tengah papan, sedangkan anak kedua pada ujung papan. Maka ... . a. anak pertama merasakan seluruh berat papan, anak kedua sama sekali tidak merasakan berat papan b. anak pertama merasakan seluruh berat papan, anak kedua merasakan separuh berat papan c. anak pertama merasakan separuh berat papan, anak kedua merasakan seluruh berat papan d. anak pertama sama sekali tidak merasakan berat papan, anak kedua merasakan seluruh berat papan
6. Sebuah benda yang massanya 707 gram kg 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. Daya yang diperlukan untuk mengangkat benda yang massanya 50 kg setinggi 20 meter dalam watu 1 menit adalah (percepatan gravitasi dianggap 10 m/detik2) ... . a. 16,5 watt b. 50,2 watt c. 100 watt d. 166,7 watt
8. Sebuah pipa kaca ditutup bagian atasnya dan dicelupkan ke dalam bejana berisi
Pipa kaca
raksa (Hg), seperti pada gambar di
Udara yang terperangkap Bejana
samping ini. Jika permukaan raksa di dalam pipa 8 cm lebih rendah dari permukaan raksa di dalam bejana dan
8 cm
tekanan udara saat itu 0,9 atm, maka tekanan udara yang terperangkap dalam
Raksa
pipa itu adalah … . a. 64,4 cm Hg b. 68,4 cm Hg c. 76,4 cm Hg d. 84,0 cm Hg
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 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 didorong ke timur dengan gaya sebesar F1 = 300 newton dan pada saat yang sama ditarik ke utara dengan gaya sebesar F2 = 400 newton. Resultan gaya (FR) dari kedua gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah ... . a. FR = 700 newton
U
F2
FR
F1 b. FR = 500 newton
U
F2
FR
F1
c. FR = 700 newton
U
F2
FR
F1
d. FR = 500 newton
U
F2
FR
F1
12. Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm digantungi sebuah beban yang massanya 75 gram dan ternyata panjang pegas itu menjadi 23 cm ketika tercapai kesetimbangan . Beban disimpangkan sejauh 2 cm dan dilepaskan. Ternyata beban bergetar harmonis. Jika percepatan gravitasi dianggap 9,8 m/s2, maka frekuensi getaran beban itu adalah ... . a. 22,75 Hz b. 45,5 Hz c. 68,25 Hz d. 90,1 Hz
13. Pada sebuah percobaan ayunan sederhana digunakan panjang tali 50 cm, dan teramati sebanyak 7 getaran setiap detik. Percepatan gravitas di tempat percobaan itu dilakukan adalah ... . a. 9,66 m/s2 b. 9,56 m/s2 c. 9,62 m/s2 d. 9,26 m/s2
14. Sebuah pegas yang panjangnya 10 cm digantung vertikal pada titik P. Sebuah beban 100 gram lalu digantungkan pada ujung bebas pegas. Kemudian beban ditarik ke bawah lalu dilepas sehingga bergerak naik turun. Apabila frekuensi gerakan naik turun beban 3,5 Hz, maka titik seimbang beban berada pada jarak ... di bawah titik P. a. 10 cm b. 12 cm c. 14 cm d. 16 cm
15. Dua buah pegas bergetar dengan frekuensi berbeda. Frekuensi getar pegas A 10 Hz dan pegas B 8 Hz. Pada suatu 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 ... . a. 0,125 detik b. 0,250 detik c. 0,500 detik d. 1,000 detik
16. Untuk sistem pegas pada soal nomor 4, apabila beban ditekan ke bawah lalu dilepas, maka beban akan bergetar naik turun dengan frekuensi ... . a. 5√10 /π Hz b. 20,12 /π Hz c. 25,82 /π Hz d. 30,25 /π 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
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 frekuensi garputala yang digunakan 512 Hz, maka cepat rambat gelombang bunyi pada percobaan
Tabung resonansi
Kolom udara
Tabung reservoir
tersebut adalah ... .
air
a. 655,36 m/s b. 327,68 m/s c. 163,84 m/s d. 81,92 m/s
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.
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 disebabkan oleh karena terjadinya peritiwa 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. titik terang atau gelap, tak bisa dipastikan
25. Apabila seberkas cahaya mengenai suatu obyek, maka difraksi cahaya dapat diamati paling jelas apabila ... . a. obyek bersifat transparan b. panjang gelombang cahaya jauh lebih kecil dari ukuran obyek c. panjang gelombang cahaya jauh lebih besar dari ukuran obyek d. panjang gelombang cahaya kurang lebih sama dengan ukuran obyek
26. Mata rabun dekat atau mata hipermetrop 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. Jika letak benda yang diamati diukur dari lup, maka agar maksud tersebut tercapai benda yang diamati itu harus berada atau diletakan 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 thermometer P adalah 0 OP dan 50 OP dan dibagi menjadi 50 skala, sedangkan batas bawah dan batas atas skala thermometer Q adalah 20 OQ dan 170 OQ dan dibagi menjadi 150 skala. Pada saat kedua thermometer tersebut digunakan untuk mengukur suhu suatu cairan secara bersamaan, thermometer P menunjukkan angka 30 OP. Pada saat itu thermometer Q menunjukkan angka … a. 50 OQ b. 90 OQ c. 110 OQ d. 150 OQ
29. Termometer Reaumur dan Fahrenheit menunjukkan nilai yang sama pada angka ... . a. 40 b. 25,6 c. Nol d. -25,6 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 b. T1, T3, T4
cair padat
gas
c. T2, T4, T3 d. T2, T3, T4
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. Mulamula tutup wadah ditekan sehingga tekanan gas menjadi 2 kali tekanan udara luar. Kemudian tutup wadah dilepas sehingga gas mengembang bebas, namun tidak sampai keluar dari wadah. Usaha yang dilakukan gas untuk mengembang yaitu ... . a. bergantung pada beda volume gas sebelum dan sesudah mengembang b. bergantung pada tekanan awal gas c. bergantung pada tekanan akhir gas d. nol
34. Seratus gram air naik suhunya dari 30 °C menjadi 50 °C setelah dipanaskan oleh heater dalam 1 menit. Pada heater tertera daya 200 W. Berarti, heater tersebut memiliki efisiensi ... . a. 60% b. 70% c. 80% d. 90%
35. Sebuah koin berdiameter 4 cm mempunyai lubang berdiameter 3 mm. Setelah dipanaskan diameter koin menjadi 4,1 cm. Maka, diameter lubang menjadi ... . a. 3,025 mm b. 3,050 mm c. 3,075 mm d. 3,100 mm
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
38. Di suatu ruang seberkas elektron yang ditembakkan ke Utara membelok ke kanan (Timur) dan jika ditembakkan ke Selatan berkas itu membelok ke kiri (Timur). 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. Batang pertama dari tembaga (hambat jenisnya 1,7 x 10-8 nikel (hambat jenisnya 6,8 x 10-8
m) dan batang kedua dari
m). Kedua batang itu masing-masing dipasang
pada beda potensial listrik 24 volt. Perbandingan kuat arus pada konduktor pertama dan kedua adalah ... . a. 1 : 4 b. 2 : 4 c. 4 : 1 d. 4 : 2
40. Akibat dikenai beda potensial sebuah molekul pecah menjadi ion positif dan ion negatif. Jika tiap ion bergerak dengan laju tetap 50 cm/s, muatan ion positif 2e (e yaitu muatan elementer), maka besar arus listrik yang terjadi adalah ... . a. nol b. 0,8 x 10-13 μA
c. 1,6 x 10-13 μA d. 3,2 x 10-13 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. 6,0 W b. 4,0 W c. 2,4 W d. 0,8 W
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 yaitu ... . 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
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) dari keadaan diam sampai kecepatannya 0,01c (c yaitu laju cahaya di rang hampa) yaitu .......... eV. 3. Sebuah bola dilemparkan vertikal di atas dengan kecepatan 10 m/s. Satu detik kemudian sebuah bola lain dilemparkan vertikal atas dengan kecepatan 20 m/s. Jika besar percepatan gravitasi di tempat 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. ............... menyebabkan amplituado dan energi getaran semakin lama semakin kecil. 6. Sebuah kapal laut bergerak lurus meninggalkan pelabuhan dengan percepatan tetap 3 m/s2. Mula-mula (t = 0) kapal laut itu dalam keadaan diam. Kapal laut itu membunyikan peluit tiap 2 detik, peluit dibunyikan pertama kali pada waktu t = 0. Selang waktu antara bunyi peluit ke 5 dan ke 6 yang terdengar di pelabuhan yaitu .......... 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 apinya. Sebuah benda ditaruh di depan lensa 1 pada titik apinya. Jika panjang fokus lensa F, maka bayangan akhir benda terbentuk pada jarak .......... di belakang lensa 1. 10. Sebuah cermin cekung ditaruh di belakang sebuah lensa positif pada jarak dua kali panjang fokus lensa positif itu. 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 10-30 gram) mula-mula diam, lalu dipercepat oleh beda potensial listrik 47 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 menunjukkan 4
1
susunan bola bermuatan listrik, tiap susunan terdiri dari 5 bola. Urutan
2
susunan yang menunjukkan besar gaya yang dialami bola bermuatan Q dari
3
yang terkecil sampai yang terbesar yaitu ..........
4
-q
-q
Q
q
q
-q
q
Q
q
-q
-q
-q
Q q
-q
q
-q
-q
Q q
q
-q
15. Jika hambatan disusun secara paralel dan dihubungkan dengan sebuah baterai sebagai sumber tegangan, maka hambatan berfungsi sebagai ............................ arus.
