SOAL FISIKA UNTUK TINGKAT PROVINSI Waktu: 180 menit Soal terdiri dari 30 nomor pilihan ganda, 10 nomor isian dan 2 soal essay A. PILIHAN GANDA Petunjuk: Pilih satu jawaban yang paling benar. 1. Grafik berikut menyatakan posisi sebuah mobil sebagai fungsi waktu. Selama sepuluh detik (dari t = 0s sampai t = 10s) mobil menempuh lintasan sejauh: Posisi (m)
A. 0 m B. 4 m
4
C. 8 m D. 14 m
Waktu (s)
E. 20 m
0 3 7 10 2. Gaya gravitasi yang dialami sebuah mangga yang jatuh dari pohon, dari saat lepas sampai saat mencapai tanah A. semakin mengecil B. semakin membesar dengan perubahan yang sangat berarti C. mengecil kemudian membesar D. membesar kemudian mengecil E. selalu tetap 3. Sebuah benda bermassa 2 kg yang mula-mula diam, kemudian bergerak sepanjang garis lurus mendatar karena gaya 10 N. Laju benda pada detik ke lima sejak benda mulai bergerak sama dengan A. 1 m/s B. 5 m/s C. 20 m/s D. 25 m/s E. 50 m/s 4. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik ke kanan dengan gaya sebesar 10 N dan ditarik ke kiri dengan gaya sebesar 6 N. Percepatan benda: A. 16 m/s2 ke kanan B. 5 m/s2 ke kiri C. 4 m/s2 ke kanan D. 3 m/s2 ke kiri
1
E. 2 m/s2 ke kanan 5. Sebuah benda seberat 10 N dijatuhkan dari ketinggian 10 m di atas permukaan tanah. Apabila energi potensial benda di permukaan tanah sama dengan nol maka dan energi kinetik benda sesaat menjelang sampai di permukaan tanah A. sama dengan 1000 Joule B. sama dengan 100 Joule C. sama dengan 10 Joule D. sama dengan 1 Joule E. sama dengan 0 Joule 6. Mana di antara pernyataan berikut yang benar. A. Sebuah benda yang berada di udara tidak mengalami gaya apung. B. Gaya apung yang bekerja pada sebuah benda bergantung pada volume benda dan massa jenis benda. C. Gaya apung yang bekerja pada sebuah benda bergantung pada volume benda dan massa jenis fluida di mana benda tersebut berada D. Gaya apung yang bekerja pada sebuah benda tidak berubah meskipun fluida yang melingkupinya diganti. E. Sebuah benda yang berada di dalam ruang hampa juga mengalami gaya apung. 7. Sebuah balok dengan panjang sisi 10 cm ditahan di dalam air dengan sebuah pegas (lihat gambar). Gaya tarik pegas sebesar 2 N, massa jenis air 1000 kg/m3, dan percepatan gravitasi 10 m/s2. Maka massa balok sama dengan: A. 0,8 kg B. 1 kg C. 20 kg D. 800 kg E. 1000 kg
air
2
8. Sebuah kubus melayang di dalam air. Apabila kubus tersebut dimampatkan sehingga sisi-sisinya menjadi setengah dari sisi-sisi semula maka massa jenis kubus yang telah dimampatkan sama dengan A. seperdelapan kali massa jenis air B. setengah kali massa jenis air C. dua kali massa jenis air D. empat kali massa jenis air E. delapan kali massa jenis air 9.
Manakah dari pernyataan-pernyataan tentang tekanan udara berikut ini yang benar. A. Semakin tinggi tempat semakin besar tekanan udaranya B. Semakin tinggi tempat semakin kecil tekanan udaranya C. Tekanan udara tidak bergantung pada ketinggian D. Tekanan udara sama dengan tekanan air laut E. Tekanan udara tidak mempengaruhi tekanan air laut.
10. Berapakah energi yang diperlukan untuk mengubah 2 kg es bersuhu –5 oC menjadi air bersuhu 20 oC? (diketahui: kalor jenis es 2100 J/kgoC, kalor jenis air 4200 J/kgoC, dan kalor lebur es 334x103 J/kg) A. 689 kJ B. 836 kJ C. 668 kJ D. 857 kJ E. 21 kJ 11. Sepotong batang besi yang panjangnya L mempunyai massa M dan rapat massa . Diameter batang besi tersebut adalah: M 4M 2M M A. B. C. D. E. ML L 2 L L L
3
12. Gambar berikut memperlihatkan benda padat berbentuk balok yang panjangnya L Tandon Tandon dingin panas dan luas permukaan kiri dan kanan A yang k dipertahankan pada suhu TH dan TC. Bila Q Q menyatakan banyaknya kalor yang ditransfer TC TH melalui benda tersebut dari permukaan dinding panas ke yang bagian dingin dalam L waktu t, maka laju transfer kalor H adalah: Q T TC H kA H t L dengan k adalah konduktivitas termal yang nilainya bergantung pada bahan. Satuan k dalam Sistem Internasional adalah: A. W m-1 K-1 B. W m-1 K C. J s m-1 K D. J s m-1 K-1 E. J s-1 m-1 K 13. Sebuah lampu gantung di halaman berayun karena tertiup angin. Seorang anak mengamati bahwa setelah dari suatu posisi terendah lampu, diperlukan waktu 20 detik untuk kembali mencapai posisi terendah tersebut untuk yang kelima kalinya. Berapa banyak siklus getaran lampu tersebut dalam 20 detik itu? A. 4 B. 8 C. 2,5 D. 5 E. 2 14. Seorang anak kecil sedang bermain ayunan bersama ibunya. Anak tersebut meminta ibunya untuk menarik ayunan lebih tinggi lagi. Besaran apa berikut ini yang bertambah besar ketika ibu tersebut menarik ayunan lebih tinggi? A. Perioda B. Amplitudo C. Frekuensi D. Waktu E. Massa
4
15. Beberapa botol yang serupa diisi dengan air dengan jumlah berbeda-beda, sehingga tinggi kolom udara dalam botol berbeda-beda pula. Jika semua botol tidak tertutup, maka pukulan ringan di mulut botol akan menghasilkan bunyi. Yang manakah berikut ini pernyataan yang benar? A. Bunyi yang dihasilkan oleh semua botol kerasnya akan sama karena ukuran botol adalah sama, meskipun kekuatan pukulan di mulut botol berbeda. B. Tinggi nada yang dihasilkan oleh semua botol akan sama karena ukuran botol adalah sama, meskipun kekuatan pukulan di mulut botol berbeda. C. Bunyi yang dihasilkan oleh semua botol kerasnya akan berbeda karena ukuran kolom udara berbeda. D. Tinggi nada yang dihasilkan oleh semua botol akan berbeda karena tinggi kolom udara dalam botol berbeda-beda. E. Baik keras bunyi maupun tinggi nada yang dihasilkan bergantung pada kekuatan pukulan di mulut botol. 16. Ujung sebuah tali digetarkan naik-turun secara berkala sehingga terjadi gelombang tali. Jika waktu gerakan ujung tali dari posisi tinggi maksimum ke tinggi maksimum berikutnya adalah 0,2 detik dan jarak dari lembah ke puncak terdekat pada tali adalah 30 cm, berapakah cepat rambat dan frekuensi gelombang? A. 300 cm/det dan 0,2 Hz B. 150 cm/det dan 5 Hz C. 300 cm/det dan 5 Hz D. 150 cm/det dan 0,2 Hz E. 12 cm/det dan 5 Hz 17. Sebuah percobaan untuk menentukan panjang gelombang suatu gelombang infrasonik dilakukan di sebuah laut. Sebuah sumber di permukaan laut mengeluarkan gelombang infrasonik berfrekuensi 10 Hz. Kedalaman laut di lokasi pengamatan adalah 14,4 km. Pantulan gelombang dari dasar laut teramati 1,2 menit setelah gelombang infrasonik dipancarkan. Berapakah panjang gelombang infrasonik tersebut? A. 40 m B. 400 m C. 4 km D. 80 m E. 800 m
5
18. Bumi dan bulan saling menarik dengan gaya yang disebut sebagai gaya gravitasi, tetapi bulan tidak pernah ’jatuh’ ke bumi karena bulan selalu mengitari bumi. Jika jarak antara bumi dan bulan menjadi dua kali lebih besar, maka besar gaya gravitasi yang dialami akan menjadi berapa kali gaya gravitasi semula? A. 1 kali B. 2 kali C. 4 kali D. 1/2 kali E. 1/4 kali 19.
Gambar di atas adalah diagram posisi matahari, bumi dan bulan ketika terjadi gerhana matahari. Ketika terjadi gerhana matahari, maka: A. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi tegak lurus dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi pasang B. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi berlawanan arah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi surut C. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi searah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi surut D. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi searah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi pasang E. Arah gaya tarik bulan terhadap bumi berlawanan arah dengan arah gaya tarik matahari terhadap bumi sehingga di lautan pada daerah bumi yang menghadap bulan / matahari terjadi pasang
6
20. Pada saat kita berkendaraan pada siang hari yang panas dan terang, di jalan yang akan kita lalui tampak seolah-olah terdapat genangan air. Hal itu terjadi karena peristiwa … . A. pemantulan cahaya oleh permukaan jalan B. pembiasan cahaya oleh lapisan udara di dekat permukaan jalan C. pemantulan sempurna cahaya oleh lapisan udara di dekat permukaan jalan D. difraksi cahaya oleh lapisan udara di dekat permukaan jalan E. interferensi cahaya oleh lapisan udara di dekat permukaan jalan 21. Perhatikan gambar di bawah ini B
A Y
Y'
a b Pada gambar di atas benda Y dibentuk bayangannya oleh cermin datar A dan cermin cembung B berimpit di Y’. Jika jarak antara kedua cermin itu a dan jarak bayangan itu dari cermin datar adalah b, maka jarak fokus f cermin cembung itu dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan A. f = (a - b) / 2a B. f = (a2 – b2) / 2a C. f = (a2 – b2) / 2a2 D. f = ab / (a + b) E. f = (a + b) / ab 22. Seekor ikan tampak berada pada kedalaman 60 cm di bawah permukaan air kolam yang jernih dan tenang. Jika indeks bias relatif air kolam itu 4/3, maka maka ikan itu sesungguhnya berada dibawah permukaan air pada kedalaman …. A. 30 cm B. 45 cm C. 60 cm D. 80 cm E. 90 cm
7
23. Sebuah lensa konvergen membentuk bayangan dengan perbesaran 2 kali, bersifat nyata, dan terbalik. Jika jarak benda itu 5 cm dari lensa, maka jarak fokus lensa tersebut adalah … . A. – 10 cm B. – 10/3 cm C. + 10/3 cm D. + 10,3 cm E. + 10 cm 24. Agar sebuah lensa konvergen yang berjarak fokus f dapat membentuk sebuah bayangan yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar dengan bendanya maka benda itu harus diletakkan … . A. di depan lensa pada jarak f dari lensa B. di depan lensa pada jarak lebih besar dari f tetapi lebih kecil dari 2f dari lensa C. di depan lensa pada jarak 2f dari lensa D. di belakang lensa pada jarak lebih besar dari f tetapi lebih kecil dari 2f dari lensa E. di belakang lensa pada jarak 2f dari lensa 25. Pada gambar berikut ini dilukiskan lintasan sinar sebelum dan sesudah melalui benda-benda optik A, B dan C. A C
B
Pada gambar di atas, A, B, dan C berturut-turut adalah … . A. lensa konvergen, cermin datar, dan lensa konvergen B. lensa divergen, cermin datar, dan lensa konvergen C. lensa konvergen, lensa divergen, dan cermin datar D. lensa divergen, cermin datar, dan lensa divergen E. lensa konvergen, cermin datar, dan lensa divergen
8
26. Besar gaya Coulomb antara Q1 = 3 μC dan Q2 =(1/2)Q1 adalah 18 x 103N. Berapakah jarak pisah antara kedua muatan tersebut. Gunakan k = 9x109 Nm2/C2. A. 3 x 10-1 cm B. 3 x 10-5 cm C. 3 x 10-1 m D. 3 x 10-5 m E. 6 x 10-1 m 27. Di dalam sebuah rangkaian tertutup mengalir arus listrik sebesar 25 mA. Di dalam rangkaian itu terpasang dua hambatan secara seri dengan besar masing-masing 9,5 Ω dan 65 Ω. Berapakah besar GGL sumber tegangan yang dihubungkan pada rangkaian tersebut. (Hambatan dalam dari sumber 0,5 Ω) A. 0,9375 Volt B. 1,875 Volt C. 3,750 Volt D. 18,75 Volt E. 37,50 Volt 28. Perhatikan rangkaian hambatan berikut, hambatan total rangkaian adalah 10 Ω. R1 R4 R2 R5 R3
Jika besar hambatan R1 = 2,5 Ω, R3 = 10 Ω, R4 = 7,5 Ω dan R5 = 20/3 Ω, berapakah besar hambatan R2? A. 4,4 Ω B. 6,0 Ω C. 8,2 Ω D. 10,0 Ω E. 12,2 Ω 29. Perhatikan gambar percabangan rangkaian berikut.
9
I1 I3
I2
I4 I5
Jika besar kuat arus I1 = 2 mA, I2 = 2,5I1 ; I3 = 2,5 mA dan I5 = 2I1 + 0.5I3, maka besar arus I4 adalah …. A. – 0,50 mA B. – 0,75 mA C. – 1,00 mA D. 0,50 mA E. 0,75 mA 30. Sebuah alat elektronik menggunakan energi listrik sebanyak 1,6 kwh jika dihubungkan dengan sumber tegangan 200 Volt. Berapakah besar pengurangan energi yang dipakai jika beda potensialnya diturunkan 25% sedangkan kuat arus dibuat tetap? A. 0,20 Kwh B. 0,40 Kwh C. 0,60 Kwh D. 1,00 Kwh E. 1,20 Kwh
10
B. ISIAN SINGKAT Petunjuk: Jawablah secara singkat, jelas dan benar. 31. Dasar sungai yang airnya tenang dan jernih tampak lebih ………………………. dari kedalaman yang sesungguhnya, karena adanya peristiwa …………………………….. 32. Dari sebuah benda tegak yang berada di depan sebuah cermin cembung, terbentuk bayangan yang bersifat ……………., ……………, dan ………………………. . Jika benda itu digerakkan mendekati cermin cembung tersebut, maka bayangannya …………………………………………… . 33.Bagaimanakah cara mengukur volume benda padat yang bentuknya tidak teratur apabila A. ukuran benda kecil B. ukuran benda cukup besar 34.Sebanyak 10 gram es bersuhu -10 oC dimasukkan ke dalam bejana berisi 40 gram air bersuhu 40 oC. Tentukan suhu campurannya jika diketahui bahwa kalor jenis es 0,5 kal/g oC, kalor lebur es 80 kal/g dan kalor jenis air 1,0 kal/g oC. 35.Untuk latihan membedakan makna perubahan suhu T dan suhu T suatu benda pada berbagai skala, anda dapat mencoba menyelesaikan soal berikut. Tabel berikut memperlihatkan perbandingan skala Fahrenheit dan X o
Titik beku air Titik didih air
F 32 212
o
X -20 70
A. Berapakah perubahan suhu pada skala X yang sama dengan perubahan suhu sebesar 40 oF? B. Tentukanlah penunjukan pada termometer dengan skala Fahrenheit yang memberikan suhu T= 15 oX. 36.Pada pagi hari yang dingin, pagar besi sepertinya lebih dingin dari pada pagar kayu, padahal keduanya mempunyai suhu yang sama. Perbedaan persepsi ini muncul dikarenakan oleh ………………………………………………………… 37.Berikan contoh peristiwa yang menunjukkan bahwa laju rambat gelombang bunyi bergantung pada medium rambatnya. 38.Sebuah kumparan didalamnya terjadi perubahan flux magnet sebesar 500 Wb setiap 10 detik, dengan perubahan flux yang sama, jumlah lilitan digandakan menjadi 2,5 kali mula-mula, maka kalilipatkah pertambahan GGL induksi yang akan diperoleh adalah ….
11
39.Perhatikan gambar berikut ini, berapakah besar gaya Lorentz tengah-tengah lilitan? Arah arus
Lilitan berarus listrik A
B
U
S
C D Magnet 40. Tentukanlah massa sebuah benda yang bergerak dengan percepatan 2 m/s2 karena gaya 10 N.
12
C. SOAL ESSAY Petunjuk: Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini.
1. Grafik di bawah ini menggambarkan posisi sebuah benda terhadap waktu. A menyatakan posisi di x=0, B menyatakan posisi di x=4 m, dan C menyatakan posisi di x=8 m. A. Dengan menyusun posisi-posisi A, B, dan C (susunannya boleh berulang) jelaskanlah gerak benda selama 8 detik dari t =0 detik sampai t=8 detik. B. Hitunglah jarak tempuh benda dari t = 0 detik sampai detik ke empat. C. Hitunglah jarak tempuh keseluruhan benda dari t =0 detik sampai t=8 detik. D. Pada selang waktu kapankah benda bergerak dengan besar kecepatan tertinggi? Berapa besar kecepatannya dan ke mana arahnya? E. Kapan saja benda berhenti bergerak? F. Apabila massa benda 2 kg hitunglah energi kinetik benda pada waktu antara detik ke nol sampai detik kedua. x (m) C
8
B
4
t (detik)
A 0 42.
2
4
5
7
8
Perhatikan rangkaian di bawah ini. L1, L2, L3, dan L4 adalah lampu-lampu yang hambatan dalamnya sama namun kecil sehingga dapat diabaikan. R1, R2, R3, dan R adalah resistor-resistor dengan nilai hambatan sebagai berikut: R1=R2=R3=10kΩ, R4=30kΩ. A. Hitunglah hambatan total dari rangkaian. B. Hitunglah arus yang keluar dari sumber tegangan. C. Hitunglah arus yang mengalir pada setiap hambatan. D. Hitunglah daya listrik yang diterima resistor R2.
13
E. Manakah lampu yang menyala paling terang dan yang menyala paling redup? Jelaskan alasannya.
L1
L3 R1
R3
R2
R4
L2
L4
12,5 V
14
