PEMBAHASAN SOAL PRA UJI COBA UJIAN NASIONAL SMENALA Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Program : XII/Ilmu Alam SKL : Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat, teliti dan obyektif Indikator : Membaca pengukuran alat ukur panjang (jangka sorong) dan menentukan ketelitian hasil pengukuran sesuai alat ukur yang digunakan Bab : Besaran dan Satuan No Soal : 1A-5B Suatu pengukuran dengan mikrometer skrup (ketelitian 0,01 mm) ditunjukkan seperti gambar. Pernyataan yang benar tentang besaran dan angka hasil pengukuran yang sesuai dengan gambar adalah .... Kunci Soal : E Pembahasan : Dari gambar mikrometer skrup, skala utamanya ada di angka 5,5. Skala nonius yang berimpitan ada di angka 30 = 0,300 mm. Ditambah dengan interpolasi 0,002 Jadi: hasilnya = 5,5 + 0,300 +0,002 = 5,802 mm SKL : Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat, teliti dan obyektif Indikator : Membedakan besaran skalar dan vektor serta menjumlah/mengurangkan besaran-besaran vektor dengan berbagai cara Bab : Penjumlahan Vektor No Soal : 2A-8B Perhatikan gambar dua buah vektor di bawah ini : Besar resultan dari dua vektor tersebut adalah .... A. 17 B. 15 C. 13 D. 12 E. 10 Kunci Soal :C Pembahasan : Setiap skala mewakili 1 N, Fx2 = 8 N; Fy2=0 dan Fx1 = 4 N, Fy1 = 5 N Fx = 12 N; Fy= 5 N Resultan kedua gaya tersebut, F = = = 13 N SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menentukan besaran-besaran fisis gerak lurus Bab : Kinematika Gerak Lurus No Soal : 3A-6B Seseorang mengadakan perjalanan menggunakan mobil dari kota A ke kota - B, diperlihatkan oleh grafik di bawah ini, sumbu-Y sebagai komponen kecepatan dan sumbu-X sebagai komponen waktu, maka jarak yang ditempuh kendaraan tersebut selama selang waktu dari menit ke-30 sampai menit ke-120 adalah .... A . 10 km B . 15 km C . 20 km D . 30 km E . 40 km Kunci Soal :D Pembahasan : Selang waktu yang digunakan dari menit ke-30 sampai menit ke-120. 35 5 0 30 25 No. Skala rahang tetap Skala nonius Interpolasi Hasil pengukuran A. 5,50 mm 0,030 mm 0,020 mm 5,550 cm B. 5,00 mm 0,50 mm 0,30 mm 5,80 mm C. 5,50 mm 0,50 mm 0,030 mm 5,802 mm D. 55,0 mm 0,30 mm 0,02 mm 55,32 mm E. 5,50 mm 0,300 mm 0,002 mm 5,802 mm . a. Dari menit ke-30 sampai ke-60, mobil bergerak dengan kecepatan tetap. . 40.0,5 20s v t km b. Dari menit ke-60 sampai ke-90, mobil bergerak diperlambat. Dari menit 90 ke 120, benda diam v =0 s2 = ½ v.t = ½ (40). ½ = 10 km Sehingga jarak total = 20 + 10 = 30 km SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menganalisis hubungan besaran-besaran yang terkait dengan gerak rotasi Bab : Gerak Melingkar No Soal : 4A-1B Sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan v melalui lintasan yang berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan percepatan sentripetal (as). Agar percepatan sentripetal menjadi dua kali dari semula maka ... A. v dijadikan 4 kali dan R dijadikan 2 kali semula B. v dijadikan 2 kali dan R dijadikan 4 kali semula C. v dijadikan 2 kali dan R dijadikan 2 kali semula D. v tetap dan R dijadikan 2 kali semula E. v dijadikan 2 kali semula dan R tetap Kunci Soal : C Pembahasan : Rumus percepatan sentripetal pada gerak melingkar adalah : , maka a) V2 = 4v dan R2 = 2R, maka dengan rumus di atas diperoleh aSP2 = 8 aSP b) V2 = 2v dan R2 = 4R, maka dengan rumus di atas diperoleh aSP2 = aSP c) V2 = 2v dan R2 = 2R, maka dengan rumus di atas diperoleh aSP2 = 2 aSP d) V2 = v dan R2 = 2R, maka dengan rumus di atas diperoleh aSP2 = ½ aSP e) V2 = 2v dan R2 = R, maka dengan rumus di atas diperoleh aSP2 = 4 aSP SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menentukan berbagai besaran dalam hukum Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Bab : Dinamika Gerak No Soal : 5A-4B Suatu percobaan di laboratorium fisika seperti gambar di atas yang bertujuan untuk menentukan koefisien gesek statik sebuah benda terhadap bidang miring, dilakukan sebagai berikut. Benda yang massanya m, diletakkan di atas bidang yang masih pada posisi horizontal, lalu bidang sedikit demi sedikit dimiringkan sampai benda pada posisi saat akan bergerak, pada saat benda persis akan bergerak diamati sudut kemiringan bidang terhadap horizontal 53 o . Simpulkanlah berapa koefisien gesek statis benda terhadap bidang tersebut .... A. B. C. D. E. Kunci Soal :C Fx = 0 wx - fs = 0 m.g sin 53 o – km.g cos 53 o =0 km.g cos 53 o = m.g sin 53 o k= = = SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menentukan hubungan besaran-besaran fisis yang terkait dengan gaya gravitasi antar planet Bab : Gaya Gravitasi Newton No Soal : 6A-21B Dua planet P dan Q, dengan massa planet P setengah kali massa planet Q, sedangkan jejari planet P dua kali jejari planet Q. Perbandingan percepatan gravitasi dipermukaan planet P terhadap Q adalah ..... A. 1 : 8 B. 1 : 4 C. 1 : 2 D. 4 : 1 E. 8 : 1 Kunci Soal :A Pembahasan : mP = ½ mQ rP = 2 rQ 2 222 2 2 / 1 1 1 / 2 2 8 Q QP P P Q Q P B P r rg GmQ r g mP g GmP r r g r mQ ; Jadi perbandingan gP : gQ = 1:8 SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menentukan letak titik berat dari berbagai benda homogen Bab : Titik Berat No Soal : 7A-13B Benda bidang homogen pada gambar di bawah ini, mempunyai ukuran AB = BC = cm. Koordinat titik beratnya terhadap titik E adalah ... A. (1 ; 1,7) cm B. (1 ; 3,6) cm C. (2 ; 3,8) cm D. (2 ; 6,2) cm E. (3 ; 3,4) cm Kunci Soal :C Pembahasan : Karena bidang homogen dan simetri, maka titik beratnya berada pada sumbu simetrinya, yaitu X0 = 2 cm Dengan melihat bangun tersebut terdiri dari 2 bangun (yaitu persegi panjang dan segitiga), maka : Dengan rumus titik berat, maka : = 3,8 cm Jadi Koordinat titik berat benda berada di (2 ; 3,8) cm SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari-hari dan menentukan besaran-besaran yang terkait Bab : Usaha dan Energi No Soal : 8A-17B Sebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F = 15 N pada bidang miring seperti gambar. Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms -2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah ... A. 15 J B. 30 J C. 35 J D. 45 J E. 50 J Kunci Soal :A Gambarkan semua gaya yang bekerja pada benda : Pada sumbu y; berlaku Fy =0 N- wy = 0N= wy N = wy = 15 ½ 3 = 7 ½ 3 N Pada sumbu X; berlaku Fx = m.a; F= wx = 7,5 N Karena benda hanya bergerak sepanjang bidang miring, maka gaya yang dihitung hanyalah yang sepanjang bidang miring saja, maka usaha total : WTOT = ΣFx . s = (15 – 7,5) . 2 = 15 joule 4 D X C B 6 A y E F 2 m θ = 300 SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menjelaskan sifat elastisitas benda dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Bab : Elastisitas No Soal : 9A-7B Hubungan antara periode kuadrat getaran pegas (T²) dengan massa beban yang digantung di ujung pegas dinyatakan oleh grafik, konstanta elastisitas pegas adalah ...N/m A. 5 x 10-2 2 B. 5 x 10-3 2 C. 4 x 10-2 2 D. 2 x 10-3 2 E. 2 x 10-2 2 Kunci Soal :E Pembahasan : Ambil sampel : m = 0,02 kg, T 2 = 4 s -2 T = 2 m k T2 = 4 2 m k k = 4 2 2 m T = 4 2 0,02 4 = 0,02 2 N/m SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menentukan besaran-besaran yang terkait dengan hukum kekekalan energi mekanik Bab : Hukum Kekekalan Energi Mekanik No Soal : 10A-18B Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi 60 0 dan kecepatan 40 m.s -1 seperti gambar. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi kinetik peluru pada titik tertinggi adalah ... A. 0 joule B. 4 joule C. 8 joule D. 12 joule E. 24 joule Kunci Soal :B Pembahasan : sudah jelas 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 60 0 = 20 m/s Maka Energi kinetik peluru di titik tertinggi adalah : EK = ½ mv2 = ½.0,02.202 = 4 joule SKL : Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum Indikator : Menentukan besaran-besaran fisis yang terkait dengan hukum kekekalan momentum Bab : Hukum Kekekalan Energi Momentum No Soal : 11A-16B Sebuah peluru ditembakkan dari senapan seperti gambar. Anggap bahwa penembak tidak memberikan gaya horisontal pada senapan, demikian juga gaya horisontal antara peluru dengan senapan di abaikan. Impuls yang dikerjakan peluru terhadap senapan adalah .... A. - 2,5 kg.m/s B. - 1,5 kg.m/s C. +1,5 kg.m/s D. +2,5 kg.m/s E. +3,0 kg.m/s Kunci Soal :B Pembahasan : I = m (vp-vp’) = 0,005(0-300) = -1,5 kg.m/s SKL : Menjelaskan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor Indikator : Menentukan proses perpindahan kalor dan azas Black Bab : Kalor No Soal : 12A-9B Pada malam hari yang dingin beberapa siswa sedang berkemah dan meminum kopi dari cangkir aluminum. Cangkir massa 44 gr suhunya sama dengan suhu udara ketika, kopi sebanyak 20 gr, suhu 80 o C dituang ke dalam cangkir. Anggap tidak terjadi perpindahan suhu ke lingkungan baik saat kopi dituang maupun saat berada dalam cangkir. Jika kalor jenis kopi, ck = 22 cc (cc = kalor jenis cangkir), dan keseimbangan termal dicapai pada suhu 74 0 C, maka suhu udara adalah .... A. 20oC B. 18oC C. 16oC D. 15oC E. 14oC Kunci Soal :E Pembahasan : Qk= Qc m c T = m c T 20x22 ccx(80-74) = 44 x cc x (74-T) 10x6=74-T T = 74-60 =14oC SKL : Menjelaskan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor Indikator : Menentukan proses perpindahan kalor dan azas Black Bab : Azas Black No Soal : 13A-11B Potongan alumunium bermassa 200 gram dengan suhu 20 0 C dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80 0 C. Jika diketahui kalor jenis alumunium 0,22 kal/g 0 C dan kalor jenis air 1 kal/g 0 C, maka suhu akhir air dan alumunium mendekati ... A. 200C B. 420C C. 620C D. 800C E. 100 0 C Kunci Soal :C Pembahasan : misalkan suhu akhir campuran, T. Gambarkan diagram suhu dari soal di atas : Dengan asas Black : Qa =QAl m c T1 = m c T2 100.1.(80-T) = 200.0,22.(T-20) 8000 – 100ta = 44 ta – 880 Note : kalimat “dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gr” artinya yang bermassa 100 gr adalah bejana dan bukan air, tetapi karena dalam soal bejana tidak diperhitungkan berarti 100 gr adalah massa air. Kalimat soal ini kurang baik. Note : harus dihitung secara manual oleh peserta, jadi dalam latihan soal-soal UN jangan membiasakan diri untuk mengandalkan kalkulator! SKL : Menjelaskan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor Indikator : Mendeskripsikan azas Bernoulli dalam fluida dan Penerapannya Bab : Penerapan Persamaan Bernoulli No Soal : 14A-15B Sebuah tangki terbuka diisi dengan air sampai setinggi 6 m. Pada kedalaman 3 m di bawah permukaan air, terdapat kebocoran kecil di sisi tangki hingga air menyemprot keluar dari lubang tersebut dan jatuh ke tanah sejauh R dari kaki tangki, maka jarak R adalah ...m. A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 E. 10 80 o C 20 o C T Kunci Soal :C Pembahasan : Gunakan rumus : EpA + EkA = EpB + EkB mgH + 0 = mg(H-h) + ½ mvB 2 gH = gH - gh + ½ vB 2 ½ vB 2 = gh vB = 2. .3 6.g g H-h = ½ gt 2 6-3 = ½ gt2 3 = ½ gt2 t2 = 6 g t= 6 g 6 . g R = vB x t = 6.g . 6 . g = 6 m SKL : Menjelaskan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor Indikator : Menjelaskan variabel-variabel pada persamaan umum gas ideal Bab : Persamaan Gas Ideal No Soal : 15A-14B Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27 0 C pada tekanan 1 atm (1 atm = 10 5 Pa) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum R = 8,314 J m -1 K -1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 10 23 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah .... A. 0,83 x 1023 partikel B. 0,72 x 1023 partikel C. 0,42 x 1023 partikel D. 0,22 x 1023 partikel E. 0,12 x 10 23 partikel Kunci Soal :B Pembahasan : Dengan rumus gas ideal : 105 x 3.10-3 = n.8,314 (27 +273); Suhu harus dalam satuan Kelvin ;NA adalah bilangan Avogadro = 6,02 x 10 23 partikel = 0,72.10 23 partikel Note : Pembagian 6,02/8,314 harus dilakukan secara manual karena UN tidak memakai kalkulator SKL : Menjelaskan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor Indikator : Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas Bab : Teori Kinetik Gas No Soal : 16A-20B Menurut teori kinetikgas, tekanan gas dalam ruangtertutup: 1. Berbandinglurus dengan energi kinetikrata-ratapartikel 2. Berbandingterbalikdengan volue gasdalam ruang 3. Berbandinglurus dengan jumlah partikel gas 4. Berandingterbalikdengankuadrat kecepatanpartikel gas Pernyataan-pernyataan yangbenar adalah……. A. 1dan 2 B. 1dan 3 C. 1,2dan 3 D. 2,3dan 4 E. 1,2,3dan 4 Kunci Soal :C Pembahasan : sudah jelas SKL : Menjelaskan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor Indikator : Menentukan berbagai besaran fisis dalam proses termodinamika pada mesin kalor Bab : Termodinakima No Soal : 17A-12B Sebuah mesin Carnot yang memiliki efisiensi 40%, reservoir panas bersuhu 727°C. Besar suhu reservoir dingin adalah .... A. 327°C B. 357°C C. 400°C D. 600°C E. 627°C Kunci Soal :A Pembahasan : Melalui rumus efisiensi mesin Carnot ; dimana T2 = 727 + 273 = 1000 1 2 1 T T 10, 4 1 1.000 T 0,6 = 1 1.000 T T1 = 600 K = 600-273 = 327o C SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menentukan besaran-besaran yang terkait dengan pengamatan menggunakan mikroskop/ teropong Bab : Alat Optik No Soal : 18A-10B Amatilah diagram pembentukan bayangan oleh mikroskop dibawah ini Jika berkas yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar, berarti jarak antara lensa objektif dan okuler adalah ... A. 8 cm B. 17 cm C. 22 cm D. 30 cm E. 39 cm Kunci Soal :D Pembahasan : Karena berkas yang keluar dari lensa okuler adalah berkas sejajar, maka bayangan terbentuk di tempat tak berhingga (titik jauh mata normal), artinya pengamat mengamati dengan mata yang tidak berakomodasi Panjang mikroskop untuk mata tidak berakomodasi adalah : d = s’ob + fok (Untuk mata berakomodasi, maka rumus panjang mikroskop adalah : d = s’ob + s’ok ) Maka perlu mencari jarak bayangan oleh lensa obyektif, yaitu : sob’ = . ob ob ob ob s f s f = 2, 2 2 2, 2 2 x = 22 cm Maka panjang mikroskop adalah : d = s’ob + fok = 22 + 8 = 30 cm SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menjelaskan berbagai jenis gelombang elektromagnet serta manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari Bab : Gelombang Elektromagnetik No Soal : 19A-3B Perhatikan gelombang elektromagnetik berikut ini! (1) Infra merah; (2) Televisi; (3) Ultraviolet; (4) sinar gamma. Urutan yang benar, berdasarkan frekuensi dari yang paling besar sampai yang paling kecil adalah ... A. (4), (3), (1), (2) B. (4), (3), (2), (1) C. (3), (4), (1), (2) D. (2), (3), (1), (4) E. (1), (2), (3), (4) Kunci Soal :A Pembahasan : sudah jelas Spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi terkecil sampai frekuensi terbesar (atau dari panjang gelombang terkecil sampai panjang gelombang terbesar) adalah : Sinar gamma – Sinar X – Sinar Ultraviolet – Cahaya Tampak – Sinar Infra Merah – Gelombang Mikro – Gelombang TV – Gelombang Radio Maka jawaban yang paling tepat adalah pilihan A. SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menentukan besaran-besaran dan sifat gelombang berjalan Bab : Gelombang Berjalan No Soal : 20A-25B Persamaan gelombang berjalan yang merambat dengan amplitudo 0,1 m , frekuensi 50 Hz dan cepat rambat 50 m/s adalah .... A. y = 0,1 sin p (50 t – 0,2 x) B. y = 0,1 sin p (50 t – 50 x) C. y = 0,1 sin p (100 t – 50 x) D. y = 0,1 sin p (100 t – 5 x) E. y = 0,1 sin p (100 t – 0,5 x) Kunci Soal :C Pembahasan : Pada soal disebut : gelombang berjalan 0,2sin 2 2y t x Dari persamaan siny A t kx Ini berarti A = 0,2 dan = 4 atau f = 2 Hz SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menjelaskan terjadinya peristiwa interferensi dan difraksi cahaya serta menentukan besaran-besaran yang terkait dengan peristiwa tersebut Bab : Interferensi dan Difraksi No Soal : 21A-26B Sumber cahaya S1 dan S2 terpisah sejauh d seperti pada diagram interferensi celah ganda Young, layar diletakkan pada jarak L dari celah. Apabila panjang gelombang cahaya adalah X , maka jarak antara 2 titik terang berurutan (P) adalah .... A. d L 2 B. L d 2 C. Ld D. L d E. d L Kunci Soal :E Pembahasan : sudah jelas SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menjelaskan terjadinya peristiwa interferensi dan difraksi cahaya serta menentukan besaran-besaran yang terkait dengan peristiwa tersebut Bab : Interferensi dan Difraksi No Soal : 22A-22B Jika penyinaran kisi difraksi dengan cahaya yang panjang gelombangnya 600 nm menghasilkan pola terang ke empat pada sudut 37° (tan 37° = ) maka kisi difraksi mempunyai .... goresan per cm. A. 2000 B. 2400 C. 2500 D. 3000 E. 4000 Kunci Soal :C Pembahasan : Dengan rumus interferensi celah ganda Young : .d y L = n ; (y = 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) = 8 8 . 4.10 0, 25.10 2.1 d y x nL = 5.10 -7 = 500 amstrong SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menentukan intensitas dan taraf intensitas dari beberapa sumber bunyi yang identik Bab : Intensitas dan Taraf Intensitas No Soal : 23A-27B Sebuah mesin menghasilkan bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Jika intensitas ambang pendengaran 10 - 12 Wm -2 maka intensitas mesin tersebut adalah .... A. 10-6 Wm-2 B. 10-7 Wm-2 C. 10-8 Wm-2 D. 10-9 Wm-2 E. 10-10 Wm-2 Kunci Soal :A Pembahasan : Besarnya intensitas selalu berbanding terbalik secara kuadrat dengan jaraknya terhadap sumber, atau : IA.rA 2 = IBrB 2 9,0 x 10 -2 .rA = IB.3rA 2 IB = 1,0 x 10 -2 W.m -2 SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menentukan intensitas dan taraf intensitas dari beberapa sumber bunyi yang identik Bab : Intensitas dan Taraf Intensitas No Soal : 24A-28B Taraf intensitas bunyi (TI) pada titik A yang berjarak 2 meter dari sumber bunyi adalah 60 dB (lihat gambar di atas). Tentukanlah taraf intensitas bunyi di titik B yang berjarak 4 meter dari sumber bunyi (log 2 = 0,3) .... A. 50 B. 54 C. 57 D. 60 E. 66 Kunci Soal :E Pembahasan : TIn = T I + 10 log n = 80 + 10 log 100 = 80 + 20 = 100 dB SKL : Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalahdan produk teknologi Indikator : Menentukan besaran-besaran yang menimbulkan efek Doppler dan menentukan perubahan akibat efek Doppler tersebut Bab : Efek Doppler No Soal : 25A-23B Mobil pemadam kebakaran bergerak dengan laju 60 m/s melewati kerumunan orang di tepi jalan. Jika frekuensi sirene 800 Hz dan cepat rambat bunyi diudara 340 m/s (anggap udara tidak bergerak), maka orang berkerumun akan mendengar bunyi sirene pada frekuensi .... A. 400 Hz B. 550 Hz C. 600 Hz D. 680 Hz E. 725 Hz Kunci Soal :E Pembahasan : fp= 340 0 800 725 340 60 p s s v v f v v Hz SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menentukan besaran-besaran yang terkait dengan hukum Coulomb dan medan listrik Bab : Listrik Statis/Hukum Coulomb No Soal : 26A-29B Muatan listrik +q1 = 10 µC; +q2 = 20 µC; dan q3 terletak di udara terpisah seperti pada gambar. Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q2 = nol, maka muatan q3 adalah .... A. +25,0 µC B. –25,0 µC C. +4,0 µC D. +2,5 µC E. –2,5 µC Kunci Soal :D Pembahasan : Gambarkan gaya-gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q2 : F21 adalah gaya Coulomb yang dikerjakan muatan 1 terhadap muatan 2 F23 adalah gaya Coulomb yang dikerjakan muatan 3 terhadap muatan 2 Agar gaya yang bekerja pada q2 menghasilkan resultan 0, maka F21 dan F23 haruslah memiliki besar yang sama tetapi arah yang berlawanan, karena itu q3 haruslah muatan positif agat terjadi gaya tolak- menolak. Besar q3 dapat diperoleh dari : (muatan positif) Note : - Besar q2 tidak perlu diketahui untuk dapat mengerjakan soal ini - Jika diperhatikan pada gambar soal, maka jarak a dan jarak 0,5a memiliki panjang yang sama, seharusnya setengahnya. - Gambar garis yang menyatakan jarak 0,5a, tanda panahnya kurang satu. SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menentukan besaran-besaran yang terkait dengan hukum Coulomb dan medan listrik Bab : Listrik Statis/Medan Listrik No Soal : 27A-24B Dua muatan listrik diletakkan segaris seperti gambar Muatan ke-3 sebesar q3 = - 0,01 C hendak diletakkan segaris dengan kedua muatan lainnya. Agar bebas dari pengaruh medan listrik q1 dan q2, maka muatan q3 harus diletakkan . . . A. 2,50 cm sebelah kanan q2 B. 2,20 cm sebelah kiri q2 C. 2,00 cm sebelah kanan q1 D. 1,20 cm sebelah kiri q2 E. 0,80 cm sebelah kiri q1 Kunci Soal :D Pembahasan : Gambarkan gaya-gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q2 : F21 adalah gaya Coulomb yang dikerjakan muatan 1 terhadap muatan 2 F23 adalah gaya Coulomb yang dikerjakan muatan 3 terhadap muatan 2 Agar gaya yang bekerja pada q2 menghasilkan resultan 0, maka F21 dan F23 haruslah memiliki besar yang sama tetapi arah yang berlawanan, karena itu q3 haruslah muatan positif agat terjadi gaya tolak- menolak. Besar q3 dapat diperoleh dari : (muatan positif) Note : - Besar q2 tidak perlu diketahui untuk dapat mengerjakan soal ini - Jika diperhatikan pada gambar soal, maka jarak a dan jarak 0,5a memiliki panjang yang sama, seharusnya setengahnya. - Gambar garis yang menyatakan jarak 0,5a, tanda panahnya kurang satu. SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah & produk tek. Indikator : Menentukan berbagai faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor keping sejajar Bab : Kapasitas Kapasitor No Soal : 28A-32B Pemberian bahan dielektrik di antara kedua keping akan menyebabkan : 1. beda potensial bertambah; 2. kapasitas kapasitor bertambah; 3. kuat medan listrik diantara kedua keping berkurang; 4. muatan kapasitor bertambah; Pernyataan yang benar adalah .... A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 dan 4 E. 2 dan 3 Kunci Soal :C Pembahasan : sudah jelas; o A C d SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menentukan hasil pengukuran kuat arus dan tegangan listrik Bab : Pengukuran Kuat Arus dan Tegangan No Soal : 29A-2B Untuk mempelajari karakteristik rangkaian seri dan paralel sekelompok siswa melakukan percobaan seperti gambar. Hambatan lampu pijar adalah .... A. 4,0 ohm B. 3,6 ohm C. 3,2 ohm D. 2,8 ohm E. 2,1 ohm Kunci Soal :E Pembahasan : Dari gambar voltmeter dan amperemeter disamping, dapat diketahui besarnya hambatan dan kuat arus. ; sehingga : SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menggunakan hukum Ohm dan hukum Kirchoff untuk menentukan berbagai besaran listrik dalam rangkaian tertutup Bab : Hukum Ohm dan Hukum Kirchooff No Soal : 30A-19B Perhatikan diagram rangkaian listrik berikut ini. Jika kuat arus yang melewati hambatan 6 W adalah 0,5 A maka GGL elemen (E) sebesar ..... A. 6 V B. 9 V C. 12 V D. 18 V E. 24 V Kunci Soal :B Pembahasan : It = I3 + I6 = 1 = 0,5 = 1,5 A E = I (R+r) 9 volt Dari gambar didapatkan V6 = V3 = I.R = 6x0,5 =3 volt; 3 3 3 3 1 3 V I ampere R SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menjelaskan timbulnya medan magnet induksi di sekitar kawat berarus dan menentukan besaran-besaran yang mempengaruhinya Bab : Medan Magnet No Soal : 31A-33B Besarnya medan magnetik di suatu titik di sekitar kawat penghantar listrik berarus berbanding lurus dengan .... A. panjang kawat B. kuat arus listrik C. jari-jari penampang lintang kawat D. hambatan kawat E. jarak titik ke penghantar Kunci Soal :B Pembahasan : sudah jelas; 3 4 6 E SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menjelaskan timbulnya gaya magnet (gaya Lorentz) dan menentukan besaran-besaran yang mempengaruhinya Bab : Gaya Lorentz No Soal : 32A-36B Dua kawat konduktor A dan B dialiri arus listrik dan diletakkan sejajar di dalam ruang hampa seperti gambar . Jika panjang kawat 12 cm dan permeabilitas ruang o = 4 x 10- 7 W/A.m, maka besar gaya magnetik yang dialami kawat B adalah .... A. 12 x 10 -7 N B. 24 x 10 -7 N C. 48 x 10 -7 N D. 50 x 10 -7 N E. 64 x 10 -7 N Kunci Soal :A Pembahasan : 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. 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. SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menentukan kaitan besaran-besaran fisis pada peristiwa induksi Faraday Bab : Induksi Faraday No Soal : 33A-31B Perhatikan generator kawat luncur seperti gambar. Jika B = 0,5 T, L = 3 cm, dan v = 3 m/s, maka besar ggl induksi dan potensial kawat L adalah .... A. = 45 mV, potensial Q positif B. = 45 mV potensial P negatif C. = 90 mV potensial P positif D. = 90 mV potensial Q negatif E. = 95 mV potensial Q negatif Kunci Soal :A Pembahasan : Dengan Hukum Faraday pada kawat yang digerakkan dalam medan magnet : εIN = BLv i.R = BLv i . 0,02 = 0,02 . 0,5 . 2 i = 1 A Dengan Hukum Lenz, maka kita akan mendapatkan arus yang mengalir berarah dari P ke Q. Terapkan kaidah tangan kiri yang terbuka, yaitu arah telapak tangan adalah arah kecepatan, arah empat jari adalah arah medan magnet dan arah ibu jari adalah arah arus. Note : gambar soal kurang baik, karena medan magnet yang digambarkan sebagai „dot‟ tidak seragam jaraknya yang ada di sisi kanan batang dan sisi kiri batang, seharusnya sama dalam jaraknya setiap titik satu sama lain, dengan kata lain medan magnetik homogen. SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam kerbagai masalah dan produk teknologi. Indikator : Menentukan besaran-besaran fisis pada rangkaian arus bolak-balik yang mengandung resistor, induktor, dan kapasitor Bab : Rangkaian Arus Bolak-Balik No Soal : 34A-30B Perhatikan gambar berikut. Rangkaian RLC pada gambar, memiliki tegangan sumber sebesar .... A. 10 V B. 20 V C. 34 V D. 42 V E. 45 V Kunci Soal :A Pembahasan : Impedansi rangkaian : Reaktansi induktif : XL = 20 Ω ; Reaktansi Kapasitif : ; Resistor = 8 Ω Impedansi = Z = - - Maka dengan Hukum Ohm : i = 1 A Maka VAB = i . ZAB = 1 .10 = 10 V SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip relativitas, teori atom, dan radioaktivitas serta penerapannya. Indikator : Menentukan besaran pada teori relativitas Bab : Teori Relaitivitas No Soal : 35A-34B Sebuah benda yang berkecepatan 0, 6 c memiliki energi total (1,5 x 10 -3 gram) c 2 . Jika c adalah kecepatan cahaya, maka saat bendatersebut berkecepatan 0,8 c,energi total menjadi….. A. (2 x 10 -3 gram)c 2 B. (1,5 x 10 -3 gram)c 2 C. (1,2 x 10 -3 gram)c 2 D. (1,2 x 10 -3 gram)c 2 E. (9 x 10 -4 gram)c 2 Kunci Soal :A Pembahasan : sudah jelas SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip relativitas, teori atom, dan radioaktivitas serta penerapannya. Indikator : Membedakan teori-teori atom Bab : Teori Atom No Soal : 36A-34B Karakteristik atom menurut Rutherford dan Bohr disajikan seperti tabel. Pernyataan yang benar adalah ... Kunci Soal :A Pembahasan : sudah jelas SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip relativitas, teori atom, dan radioaktivitas serta penerapannya. Indikator : Menjelaskan teori kuantum Planck dan kaitannya dengan radiasi benda hitam Bab : Toeri Kuantum No Soal : 37A-39B Elektron atom hidrogen pada lintasan dasar mempunyai energi –13,6 eV. Ketika elekttron atom hidrogen berpindah lintasan dari bilangan kuantum n = 1 ke bilangan kuantum n = 2, maka yang terjadi pada atom tersebut adalah….. A. menyerap energi sebesar 3,4eV B. menyerap energi sebesar 10,2eV C. menyerap energi sebesar 13,4eV D. memancarkan energi sebesar 3,4eV E. memancarkan energi sebesar 10,2eV Kunci Soal :A Pembahasan : SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip relativitas, teori atom, dan radioaktivitas serta penerapannya. Indikator : Menjelaskan teori kuantum Planck dan kaitannya dengan radiasi benda hitam Bab : Radiasi Benda Hitam No Soal : 38A-40B Sebuah benda hitam (e = 1) menyerap sejumlah panas hingga suhunya 327 o C. Benda hitam meradiasikan kembali panas yang diterimanya sebagai energi gelombang elektromagnetik. Untuk tetapan Wien = 3,0 x 10 -3 mK (dibulatkan ke desimal terdekat) maka panjang gelombang maksimum dari energi yang diradiasi adalah .... A. 4500 Å B. 5000 Å C. 6000 Å D. 6250 Å E. 6500 Å Kunci Soal :E Pembahasan : Besarnya energi radiasi benda hitam per satuan waktu dirumuskan oleh persamaan : dengan σ = konstanta Stefan-Boltzman, e = emisitivitas benda hitam, A = luas penampang benda hitam dan T suhu benda hitam dalam Kelvin. Untuk benda hitam yang sama, maka berlaku : E2 : E1 = 16 : 1 SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip relativitas, teori atom, dan radioaktivitas serta penerapannya. Indikator : Menentukan besaran-besaran fisis pada reaksi inti atom Bab : Reaksi Inti Atom No Soal : 39A-37B Jika Nitrogen ditembak dengan partikel alfa, maka dihasilkan sebuah inti Oksigen dan sebuah proton seperti terlihat pada reaksi inti berikut ini : Diketahui massa inti : ; ; 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 Kunci Soal :A Pembahasan : Karena reaksi inti tersebut sudah setara, maka : Massa sistem sebelum bereaksi : Massa sistem sesudah bereaksi : 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. SKL : Menjelaskan konsep dan prinsip relativitas, teori atom, dan radioaktivitas serta penerapannya. Indikator : Menentukan jenis-jenis zat radioaktif dan mengidentifikasi manfaat radioisotop dalam kehidupan Bab : Radioaktivitas No Soal : 40A-38B 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 B. 8 : 1 C. 4 : 1 D. 1 : 8 E. 1 : 16 Kunci Soal :A Pembahasan Dengan rumus waktu paruh : ; dengan t adalah waktu, T½ = waktu paruh Jadi bahan hanya tersisa 1/16 dari semula Dalam bentuk perbandingan X : Y = 16 : 1