151 (c) Jisim keseluruhan belon itu ialah 370 kg. Jika isipadu balon itu ialah 2000 m3 , hitung ketumpatan udara yang disesarkan oleh balon tersebut. The total mass of the balloon is 370 kg. If the volume of the balloon is 2000 m3 , calculate the density of the air displaced by the balloon. [2 markah] [2 marks] (d) Anda diminta untuk memastikan belon udara panas itu mampu terbang ke altitud yang lebih tinggi. Sila rujuk Jadual 2 dan nyatakan cadangan yang paling sesuai untuk belon tersebut. You are asked to ensure that the hot air balloon can fly to a higher altitude. Please refer to Table 2 and state the most appropriate suggestion for the balloon. Belon Balloon Masa penerbangan belon The timing of the flight of the balloon Ketumpatan belon The density of the balloon K 5.00 am Rendah Low L 12.30 pm Tinggi High M 5.00 pm Rendah Low Jadual 2 Table 2 (i) Masa penerbangan belon The timing of the flight of the balloon …..……………………………………………………………………………………………… Sebab Reason …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks]
152 (ii) Ketumpatan belon Density of the balloon …..……………………………………………………………………………………………… Sebab Reason …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks] (e) Berdasarkan jawapan anda di 2(d), tentukan belon udara panas yang paling sesuai untuk memastikannya mampu terbang ke altitud yang lebih tinggi. Based on your answer in 2(d), determine the most suitable hot air balloon to ensure it can fly to higher altitudes. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
153 3 Rajah 3.1 menunjukkan satu sistem hydraulic mudah yang berfungsi menggunakan Prinsip Pascal. Diagram 3.1 shows a simple hydraulic system that operates using Pascal’s principle. Rajah 3.1 Diagram 3.1 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan prinsip Pascal? What is the meaning of Pascal’s Principle? [1 markah] [1 mark] (b) Terangkan bagaimana beban boleh diangkat apabila Omboh A ditekan oleh daya F1. Explain how the load can be lifted up when the Piston A is pressed by force F1. [4 markah] [4 marks] F1 = 4 N F2 Omboh A Piston A Omboh B Piston B Cecair Liquid Beban Load Picagari Syringe
154 (c) Luas keratan rentas Omboh A dan Omboh B ialah masing-masing 2 cm2 and 5 cm2 . The cross-sectional area of Piston A and Piston B are 2 cm2 and 5 cm2 respectively. (i) Hitung daya F2 yang digunakan untuk mengangkat beban. Calculate the force F2 that is used to lift the load. [2 markah] [2 marks] (ii) Hitungkan jisim beban itu. Calculate the mass of the load. [1 markah] [1 mark] (iii) Jika Omboh A bergerak ke bawah sebanyak 4 cm, hitung jarak yang dilalui oleh Omboh B apabila beban diangkat. If the Piston A is moved down by 4 cm, calculate the distance travelled by Piston B when the load is lifted. [2 markah] [2 marks] (d) Rajah 3.2 menunjukkan empat sistem hidraulik P, Q, R dan S yang digunakan dalam sebuah sistem pembuka pagar automatik. Motor akan menolak omboh utama supaya omboh silinder akan menolak palang untuk membuka pagar. Diagram 3.2 shows four hydraulic system P, Q, R and S used in an automatic gate opener. The motor will push the master piston so that the cylinder piston pushed the rod to open the gate.
155 Sistem hidraulik P Sistem hidraulik Q Hydraulic system P Hydraulic system Q Sistem hidraulik R Sistem hidraulik S Hydraulic system R Hydraulic system S Rajah 3.2 Diagram 3.2 Kaji sistem hidraulik P, Q, R dan S dalam Rajah 3.2. Terangkan kesesuaian setiap ciri-ciri sistem hidraulik yang digunakan untuk membuka pagar yang lebih berat dengan berkesan. Study hydraulic systems P, Q, R and S in Diagram 3.2. Explain the suitability of each characteristic of the hydraulic system used to open a heavy gate efficiently. [10 markah] [10 marks]
156 4 Rajah 4.1 menunjukkan kerusi pergigian yang menggunakan sistem hidraulik. Diagram 4.1 shows a dental chair using hydraulic system. Rajah 4.1 Diagram 4.1 Rajah 4.2 menunjukkan prinsip kerja jek hidraulik adalah berdasarkan pemindahan tekanan melalui satu cecair yang tidak boleh dimampatkan. Diagram 4.2 shows the working principle of hydraulic jack which is based on the transmission of pressure through an incompressible fluid. Rajah 4.2 Diagram 4.2 (a) Takrifkan maksud tekanan. Define the meaning of pressure. [1 markah] [1 mark]
157 [5 markah] [5 marks] [4 markah] [4 marks] [10 markah] [10 marks] (b) Berdasarkan Rajah 4.2, bandingkan luas permukaan omboh, daya yang bertindak ke atas omboh dan tekanan bendalir dalam jek hidraulik. Nyatakan hubungan antara luas permukaan omboh dengan daya yang bertindak ke atas omboh. Namakan prinsip fizik yang terlibat. Based on Diagram 4.2, compare the area of the piston, the force acting on the pistons and the pressure of liquid in the hydraulic jack. State the relationship between the area of the pistons and the forces acting on the pistons. Name the physics principle involved. (c) Terangkan bagaimana kerusi pergigian dapat mengangkat seorang budak 35 kg. Explain how the dental chair can lift a 35 kg child. (d) Rajah 4.3 menunjukkan sebuah lori yang digunakan untuk mengangkut barangan di tapak pembinaan. Diagram 4.3 shows a truck used for transporting materials in construction site. Rajah 4.3 Diagram 4.3 Anda dikehendaki mengubahsuai lori di dalam Rajah 1.3 supaya boleh digunakan dalam pelbagai keadaan cuaca dan jenis jalan secara berkesan berdasarkan aspek tayar, pelonggok, bendalir dalam sistem hidraulik dan nisbah luas permukaan omboh input kepada omboh output. You are required to modify the truck in the Diagram 1.3 so that it can be used in various weather and road types efficiently based on the aspects of tyre, tipper, hydraulic system fluid and ratio of area input piston to output piston.
158 x 1 Rajah 1.1 menunjukkan sebiji bateri. Diagram 1.1 shows a battery. Rajah 1.1 Diagram 1.1 (a) Merujuk kepada Rajah 1.1, apakah kuantiti fizik X yang dibulatkan pada bateri? Refer to Diagram 1.1, what is the physical quantity X that is circled on the battery? …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (b) Bateri tersebut disambungkan pada satu litar seperti dalam Rajah 1.2. The battery is connected to a circuit as shown in Diagram 1.2. Rajah 1.2 Diagram 1.2 Bacaan ammeter ialah 0.3 A apabila suis ditutup. Rintangan mentol ialah 4 Ω. The ammeter reading is 0.3 A when switch is closed. The resistance of bulb is 4 Ω. BAB 3 : ELEKTRIK / CHAPTER 3 : ELECTRICITY
159 V (V) I (A) [2 markah] [2 marks] (i) hitung bacaan volmeter apabila suis ditutup. calculate the voltmeter reading when the switch is closed. [2 markah] [2 marks] (ii) hitung rintangan dalam bagi bateri tersebut. calculate the internal resistance of the battery. [2 markah] [2 marks] (iii) lukis graf beza keupayaan, V melawan arus, I. draw a graph of potential difference, V against current, I. [2 markah] [2 marks] (iv) Jelaskan mengapa bacaan voltmeter berkurang setelah suis ditutup. Explain why the voltmeter reading reduced after the switch is closed. …..……………………………………………………………………………………………… …..………………………………………………………………………………………………
160 2 Rajah 2.1 menunjukkan sebiji bola polistirena bersalut kerajang aluminium berayun di antara dua plat dengan nilai voltan 2 kV. Laju bola polistirena itu bertambah apabila nilai voltan ditambahkankan seperti ditunjukkan dalam Rajah 2.2. Diagram 2.1 shows a polystyrene ball wrapped in aluminium foil oscillates between two metal plates with a voltage of 2 kV. The speed of the polystyrene ball increases when the voltage value is increases as shown in Diagram 2.2. Rajah 2.1 Rajah 2.2 Diagram 2.1 Diagram 2.2 (a) Berikan definisi medan elektrik. Give the definition of electric field. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
161 (b) Berdasarkan Rajah 2.1 dan Rajah 2.2, bandingkan Based on Diagram 2.1 and Diagram 2.2, compare (i) jarak di antara dua plat logam distance between two metal plates …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) beza keupayaan potential difference …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (iii) kekuatan medan elektrik electric field strength …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (iv) kelajuan ayunan bola polistirena speed of oscillation of the polystyrene ball …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (c) Hubung kait antara beza keupayaan dengan kekuatan medan elektrik. Relate the potential difference with the electric field strength. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
162 (d) Hubung kait antara kekuatan medan elektrik dan kelajuan ayunan bola polistirena. Relate the electric field strength with the speed of oscillation of the polystyrene ball. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (e) Apakah yang berlaku kepada laju ayunan bola polistirena itu apabila jarak di antara dua plat logam dikurangkan? Terangkan jawapan anda. What will happen to the speed of oscillation of the polystyrene ball when the distance between two metal plates is reduced? Explain your answer. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks]
163 [1 markah] [1 mark] [5 markah] [5 marks] 3 Rajah 3 menunjukkan satu sel kering dengan daya gerak elektrik 1.5 V. Diagram 3 shows a dry cell with an electromotive force of 1.5 V. Rajah 3 Diagram 3 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan daya gerak elektrik? What is meant by electromotive force? (b) Apabila satu perintang R disambung secara bersiri dengan sel kering tersebut, beza keupayan merentasi sel itu menjadi 1.0 V dan didapati satu arus 0.5 A mengalir melalui litar tersebut. When a resistor R is connected in series with the dry cell, the potential difference across the cell becomes 1.0 V and a current of 0.5 A flows through the circuit. Hitungkan Calculate (i) susutan voltan the voltage drop (ii) nilai rintangan R. the value of the resistance of R. (iii) rintangan dalam sel kering tersebut. the internal resistance of the dry cell.
164 [4 markah] [4 marks] Jadual 3 Table 3 (c) Satu perintang serupa disambung secara selari kepada perintang R. Terangkan apakah yang terjadi kepada nilai arus yang melalui perintang R. An identical resistor is connected parallel to resistor R. Explain what happens to the value of the current flowing through R. (d) Jadual 3 menunjukkan empat elemen pemanas F, G, H dan J dengan spesifikasi yang berbeza. Tiga panel pemanas yang serupa diperlukan untuk dipasang pada tiga sisi satu pengering elektrik. Table 3 shows four heating elements F, G, H and J with different specifications. Three identical heating panels are needed to be fixed on three sides of electric dryer. Elemen pemanas Heating element Diameter dawai Diameter of wire Jenis panel pemanas Type of heating panel Susunan panel pemanas Arrangement of heating panels Takat lebur Melting point A Tebal Thick Dawai lurus Straight wire Litar selari Parallel circuit Rendah Low B Halus Thin Dawai gegelung Coil wire Litar selari Parallel circuit Tinggi High C Halus Thin Dawai lurus Straight wire Litar sesiri Series circuit Tinggi High D Tebal Thick Dawai gegelung Coil wire Litar selari Parallel circuit Tinggi High
165 Anda dikehendaki menentukan elemen pemanas yang paling sesuai yang boleh menghasilkan haba paling banyak dalam masa yang singkat. Kaji spesifikasi keempat-empat elemen pemanas berdasarkan aspek-aspek berikut : (i) Diameter wayar (ii) Jenis panel pemanas (iii) Susunan panel pemanas (iv) Takat lebur You are required to determine the most suitable heating element that can produce highest amount of heat faster. Study the specifications of all the four heating elements based on the following aspects : (i) Diameter of the wire (ii) Type of the heating panel (iii) Arrangement of the heating panels (iv) Melting point Terangkan kesesuaian setiap aspek dan seterusnya tentukan element pemanas yang paling sesuai. Berikan sebab untuk pilihan anda. Explain the suitability of each aspects and then determine the most suitable heating element. Give a reason of your choice. [10 markah] [10 marks]
166 [1 markah] [1 mark] 4 Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 menunjukkan dua jenis sambungan litar yang berbeza. Dalam kedua-dua rajah, mentol dan bateri yang serupa digunakan. Diagram 4.1 and Diagram 4.2 shows two types of circuit connections. In both the diagrams, identical bulbs and batteries are used. Rajah 4.1 Rajah 4.2 Diagram 4.1 Diagram 4.2 (a) Nyatakan Hukum Ohm. State Ohm’s Law. (b) Dengan menggunakan Rajah 4.1 dan Rajah 4.2, bandingkan susunan mentol dalam litar, kecerahan mentol dan beza keupayaan merentasi setiap mentol. Hubungkait susunan mentol dengan kecerahan mentol untuk membuat kesimpulan tentang hubungan antara susunan mentol dalam litar dengan beza keupayaan merentasi setiap mentol. Using Diagram 4.1 and Diagram 4.2, compare the arrangement of bulbs in the circuit, the brightness of the bulbs and the potential difference across each bulb. Relate the arrangement of bulbs with the brightness of bulbs to make a deduction regarding the relationship between the arrangement of bulbs in the circuit with the potential difference across each bulb. [5 markah] [5 marks]
167 (c) Sebuah bilik akan dipasang dengan sebuah kipas siling dan sebuah lampu kalimantang yang boleh dihidupkan secara berasingan. Peranti elektrik yang lain seperti dua buah suis, dawai penyambung dan dua fius juga diperlukan. Dengan melakarkan gambar rajah litar, terangkan cara yang sesuai untuk menyusun dan menyambung peranti-peranti tersebut. Berikan sebabnya. A room is going to be fitted with a ceiling fan and a fluorescent lamp which can be switched on separately. Other electrical devices such as two switches, connecting wire and two fuses are also required. By drawing a circuit diagram, explain the suitable arrangement and connection of the devices. Give your reasons. [4 markah] [4 marks] (d) Rajah 4.3 menunjukkan sebuah lampu suluh biasa yang ada dalam pasaran. Rajah 4.4 menunjukkan litar lampu suluh tersebut. Diagram 4.3 shows an ordinary torch light available in the market. Diagram 4.4 shows the circuit of the torch light. Rajah 4.3 Rajah 4.4 Diagram 4.3 Diagram 4.4 Lampu suluh adalah satu keperluan untuk dibawa bersama semasa berkhemah di dalam kawasan hutan hujan khatulistiwa. Anda diperlukan untuk mengubahsuai lampu suluh itu supaya boleh menghasilkan cahaya yang lebih terang, kecekapan yang lebih dan boleh tahan lebih lama penggunaan kuasanya. A torch light is a necessity to bring along during camping in an equatorial rain forest. You are required to modify the torch light so that produces more brightness, increases efficiency and its power can withstand for a longer usage. Suis Switch Mentol filamen Filament bulb Sel kering Dry cell
168 (o) Cadang dan terangkan pengubahsuaian anda berdasarkan aspek-aspek berikut : Suggest and explain your modifications based on the following aspects : (i) Bilangan sel kering The number of dry cells (ii) Cara susunan sel kering dalam litar The arrangement of dry cells in the circuit (iii) Jenis peranti yang menukar tenaga elektrik ke tenaga cahaya The type of energy converter to convert electrical energy to light energy (iv) Bilangan peranti penukar tenaga The number of energy converter devices (v) Cara peranti penukar tenaga itu disambungkan The way the energy converter devices is connected. [10 markah] [10 marks]
169 1 Rajah 1 menunjukkan sebuah bandul yang digantung pada hujung dawai kuprum. Diagram 1 shows a pendulum that is hung on the edge of a copper wire. Rajah 1 Diagram 1 Bandul tersebut diayun dalam suatu medan magnet yang kuat. Hujung atas bandul itu disambung kepada suis, S, dengan dawai penyambung. Bandul tersebut disambung ke satu galvanometer, G, dan galvanometer itu disambung ke suis S. The pendulum is oscillated in a strong magnetic field. The upper end of the pendulum is connected to the switch, S, with a wire. The other end of the pendulum is connected to a galvanometer, G, and the galvanometer is connected to switch, S. Apabila suis S dihidupkan dan bandul itu dibiarkan berayun antara kedudukan A, B, C dan D, diperhatikan bahawa penunjuk galvanometer berayun ke kiri dan ke kanan. When the switch S is turned on and the pendulum is oscillated between positions A, B, C and D, it is observed that the galvanometer pointer oscilates from left to right. (a) Apakah kesimpulan yang dapat anda buat mengenai jenis arus yang mengalir di dalam litar tersebut? What can you conclude about the type of current that flows in the circuit above? …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] BAB 4 : KEELEKTROMAGNETAN / CHAPTER 4 : ELECTROMAGNETISM
170 (b) Bulatkan jawapan yang betul. Circle the correct answer. Bacaan galvanometer akan menjadi sifar apabila bandul berada pada kedudukan The galvanometer will show a reading of zero when the pendulum is in position A B C D [1 markah] [1 mark] (c) Terangkan mengapa penunjuk galvanometer itu bergerak ke kiri dan ke kanan. Explain why the galvanometer pointer moves from left to right. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [3 markah] [3 marks] (d) Lakarkan graf arus melawan masa yang dijangka daripada pemerhatian terhadap gerakan penunjuk galvanometer itu. Sketch the predicted graph of current against time from the observation on the motion of the galvanometer pointer. [2 markah] [2 marks] Arus / A Current / A Masa / s Time / s
171 (e) Semasa bandul itu berayun, amplitudnya akan berkurang dengan masa. When the pendulum oscillates, the amplitude will decrease with time. (i) Bandingkan kadar pengurangan amplitud ini apabila suis S dimatikan dan apabila suis S itu dihidupkan. Compare the rate of amplitude decrease when switch S is turned off and when switch S is turned on. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) Terangkan jawapan anda dalam 1(e)(i). Explain your answer in 1(e)(i). …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
172 2 Rajah 2.1(a) dan Rajah 2.1(b) menunjukkan motor arus terus dan sepasang daya yang bertindak ke atas gegelung pembawa arus. Diagram 2.1(a) and Diagram 2.1(b) shows the direct current motor and a pair of forces acting on current carrying conductor. Rajah 2.1(a) Rajah 2.1(b) Diagram 2.1(a) Diagram 2.1(b) (a) Namakan hukum untuk menentukan arah daya yang bertindak pada gegelung itu. Name the rule that is used to determine the direction of the force acting on the coil. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (b) Perhatikan Rajah 2.1(a) dan Rajah 2.1(b). Bandingkan Observe Diagram 2.1(a) and Diagram 2.1(b). Compare (i) ketebalan gegelung the thickness of the coil …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
173 (ii) bilangan sel kering the number of dry cell …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (iii) daya yang bertindak ke atas gegelung the force that acted on the coil …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (c) Berdasarkan jawapan di 2(b), nyatakan hubungan antara daya yang bertindak ke atas gegelung dengan Based on the answer in 2(b), state the relationship between the force acted on the coil and (i) ketebalan gegelung the thickness of the coil …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) bilangan sel kering the number of dry cell …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
174 (d) Terangkan bagaimana kesan putaran ke atas konduktor pembawa arus dihasilkan. Explain how the turning effect on current carrying conductor is produced. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks] (e) Terminal sel kering dalam Rajah 2.1(a) dan Rajah 2.1(b) diterbalikkan. Apakah yang akan berlaku kepada arah putaran gegelung? The dry cell terminal in Diagram 2.1(a) and Diagram 2.1(b) is reversed. What will happens to the direction of rotation of the coil? …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
175 [1 markah] [1 mark] [3 markah] [3 marks] [1 markah] [1 mark] [1 markah] [1 mark] 3 Rajah 3.1 menunjukkan sebuah bandul ringkas dengan magnet bar sedang berayun berhampiran gelang kuprum. Diagram 3.1 shows a simple pendulum with a bar magnet as the bob oscillating near a copper ring. Rajah 3.1 Diagram 3.1 (a) Apakah maksud aruhan elektromagnet? What is meant by electromagnetic induction? (b)(i) Terangkan penghasilan arus dalam gelang kuprum apabila magnet bar bergerak ke arah gelang. Explain the production of current in the copper ring when the bar magnet is moving towards the ring. (ii) Pada kedudukan pemerhati di hadapan gelang seperti ditunjukkan dalam Rajah 3.1, nyatakan sama ada arus dalam gelang kuprum itu mengikut atau melawan arah jam. At the position of the observer in front of the ring as shown in Diagram 3.1, state whether the current in the copper ring is clockwise or anti-clockwise. (iii) Terangkan kesan arus dalam gelang kuprum ke atas gerakan magnet bar. Explain the effect of the current in the copper ring on the motion of the bar magnet. Pemerhati Observer Gelang kuprum Copper ring
176 (c) Rajah 3.2 menunjukkan dinamo arus ulang alik (a.u) terdiri daripada magnet kekal berputar dan satu gegelung tetap. Apabila magnet berputar, arus aruhan dihasilkan. Diagram 3.2 shows an alternating current (a.c) dynamo consisting of a rotating permanent magnet and a fixed coil. As magnet rotates, induced current is produced. Rajah 3.2 Diagram 3.2 Seorang lelaki mengayuh sebuah basikal berkemampuan menyalurkan 20 W kuasanya kepada dinamo. Dinamo itu menghasilkan 1.5 A arus elektrik pada 10 V. A man pedaling a bicycle capable to put 20 W of its power to the dynamo. The dynamo produces 1.5 A of electric current at 10 V. (i) Hitung kuasa output dinamo itu. Calculate the power output of the dynamo. [2 markah] [2 marks] (ii) Tentukan kecekapan dinamo itu. Determine the efficiency of the dynamo. [2 markah] [2 marks]
177 [10 markah] [10 marks] (d) Rajah 3.3 menunjukkan satu glob hiasan yang terapung di atas tapak elektromagnet. Diagram 3.3 shows a decorative globe floating on an electromagnetic base. Rajah 3.3 Diagram 3.3 Anda dikehendaki mengkaji ciri-ciri glob hiasan seperti ditunjukkan dalam Jadual 3. You are required to study the characteristics of the decorative globe in Table 3. Glob hiasan Decorative globe Bilangan lilitan tapak elektromagnet Number of turns of the electromagnetic base Kekutuban magnet Magnetic polarity Ketumpatan glob Density of the globe Arus pada tapak elektromagnet Current flowing in the electromagnetic base Glob Globe Tapak Base J Sedikit A few Utara North Selatan South Tinggi High Rendah Low K Banyak Many Utara North Utara North Rendah Low Tinggi High L Sedikit A few Selatan South Utara North Rendah Low Tinggi High M Banyak Many Selatan South Selatan South Tinggi High Rendah Low Jadual 3 Table 3 Terangkan kesesuaian setiap ciri pada glob tersebut dan tentukan yang manakah paling sesuai untuk digunakan bagi mengapungkan glob yang lebih besar sebagai perhiasan. Berikan sebab-sebab untuk pilihan anda. Explain the suitability of each characteristic of the globe and determine which one is the most suitable to be used to float a larger globe as a decoration. Give reasons for your choice.
178 [1 markah] [1 mark] [3 markah] [3 marks] 4 Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 menunjukkan satu magnet bar dijatuhkan ke dalam dua gegelung yang berbeza dari ketinggian yang sama. Diagram 4.1 and Diagram 4.2 show a bar magnet is dropped into two different coils from the same height. Rajah 4.1 Rajah 4.2 Diagram 4.1 Diagram 4.2 (a) Apakah maksud medan magnet. What is the meaning of magnetic field? (b) Menggunakan Rajah 4.1 dan Rajah 4.2, Using Diagram 4.1 and Diagram 4.2, (i) bandingkan kekuatan medan magnet bagi magnet bar, bilangan lilitan gegelung dan saiz pesongan penunjuk galvanometer. compare th strength of magnetic field of the bar magnet, the number of turns of the coil, and the size of deflection of the galvanometer pointer. (ii) nyatakan hubungan antara bilangan lilitan gegelung dengan saiz pesongan penunjuk galvanometer dan bilangan lilitan gegelung dengan kadar perubahan fluks magnet untuk membuat deduksi tentang hubungan antara kadar perubahan fluks magnet dengan magnitud arus aruhan yang dihasilkan. state the relationship between the number of turns of the coil with the size of deflection of the galvanometer pointer and the number of turns of the coil with the rate of change of magnetic flux to make a deduction regarding the relationship between the rate of change of magnetic flux and the magnitude of induced current. [3 markah] [3 marks]
179 [3 markah] [3 marks] [10 markah] [10 marks] (c) Rajah 4.3 menunjukkan satu penjana a.t. ringkas. Diagram 4.3 shows a simple d.c. generator. Rajah 4.3 Diagram 4.3 Terangkan prinsip kerja penjana a.t. tersebut. Explain the working principle of the d.c. generator. (d) Rajah 4.4 menunjukkan sebuah transformer dengan kecekapan yang rendah. Diagram 4.4 shows a low efficiency transformer. Rajah 4.4 Diagram 4.4 Anda dikehendaki untuk mengubahsuai transformer dalam Rajah 4.4 supaya kecekapan transformer itu meningkat. Cadangan anda mestilah merangkumi jenis bahan yang digunakan untuk dawai dan teras, diameter teras, ciri-ciri teras dan jarak antara gegelung primer dan gegelung sekunder. You are required to modify the transformer in Diagram 4.4 so that the efficiency of the transformer is increased. Your proposal must include the type of material used for the wire and core, the diameter of the core, the characteristics of the core and the distance between the primary and secondary coils.
180 1 Rajah 1 menunjukkan suatu litar transistor yang mengandungi perintang peka cahaya (PPC). Apabila PPC mengesan cahaya, beza keupayaan PPC ialah 1.0 V. Diagram 1 shows a transistor circuit that consists of light dependant resistor (LDR). When the LDR detects light, potential difference of LDR is 1.0 V. Rajah 1 Diagram 1 (a) Berdasarkan Rajah 1 : Based on Diagram 1 : (i) Nyatakan fungsi transistor itu. State the function of the transistor. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) Hitung rintangan PPC. Calculate the resistant of LDR. [3 markah] [3 marks] BAB 5 : ELEKTRONIK / CHAPTER 5 : ELECTRONICS
181 (iii) Hitung faktor penggandaan. Calculate the amplification factor. [2 markah] [2 marks] (b) Terangkan bagaimana mentol dalam Rajah 1 menyala apabila persekitaran gelap. Explain how the bulb in Diagram 1 lights up when the surrounding is dark. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [3 markah] [3 marks] 2 Rajah 2.1 menunjukkan satu litar rektifikasi. Osiloskop Sinar Katod (OSK) memaparkan surihan arus yang melalui perintang, R. Diagram 2.1 shows a rectification circuit. The Cathode Ray Oscilloscope (CRO) displays the tracing of current flow through resistor, R Rajah 2.1 Diagram 2.1
182 (a) Namakan jenis rektifikasi yang ditunjukkan dalam Rajah 2.1. Name the type of rectification shown in Diagram 2.1. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (b) Suis dalam litar rektifikasi dihidupkan. Jelaskan bagaimana kapasitor dapat mengubah surihan arus. The switch in the circuit is turned on. Explain how the capasitor can change the tracing of current. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks] (c) Rajah 2.2 menunjukkan litar elektronik bagi unit pengadaptasi arus ulang-alik (a.u). Diagram 2.2 shows the electronic circuit of an adapter unit of alternating current (a.c). Rajah 2.2 Diagram 2.2 Cadangkan bagaimana unit pengadaptasi arus ulang-alik (a.u) yang digunakan untuk mengecas komputer dapat mengekalkan arus yang seragam berdasarkan aspekaspek yang berikut : Suggest how an adapter unit of alternating current (a.c) that is used to charge a computer can maintain uniform current based on the following aspects :
183 (i) Bilangan diod yang digunakan dalam Kotak M. Number of diodes used in the Box M. …..……………………………………………………………………………………………… Sebab Reason …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks] (ii) Magnitud bagi kapasitans kapasitor. The magnitude of capasitance of capasitor. …..……………………………………………………………………………………………… Sebab Reason …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks] (d) Berdasarkan Rajah 2.2, transformer dalam unit pengadaptasi arus ulang-alik (a.u) menukar 240 V arus ulang-alik kepada 15 V arus terus (a.t). Hitungkan nisbah gegelung primer kepada gegelung sekunder. Based on Diagram 2.2, the transformer in an adapter unit of alternating current (a.c) converts 240 V alternating current to 15 V direct current (d.c). Calculate the ratio of primary coil to secondary coil. [2 markah] [2 marks]
184 3 Rajah 3.1 menunjukkan satu litar rektifikasi gelombang penuh yang tidak lengkap. Litar ini terdiri daripada empat diod A, B, C dan D yang disambungkan kepada bekalan kuasa arus ulang-alik dan osiloskop sinar katod (O.S.K.). Satu bentuk gelombang terpapar pada skrin O.S.K. apabila suis dihidupkan. Diagram 3.1 shows an incomplete full-wave rectification circuit. The circuit consists of four diodes A, B, C and D that connected to an alternating current power supply and a cathode ray oscilloscope (C.R.O.). A waveform is displayed on the screen of the C.R.O. when the switch is turned on. Rajah 3.1 Diagram 3.1 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan rektifikasi? What is the meaning of rectification? [1 markah] [1 mark] (b) Salin litar dalam kotak P. Lengkapkan susunan diod B dan D. Terangkan bagaimana bentuk gelombang surihan output pada skrin O.S.K. terhasil. Seterusnya, nyatakan kaedah untuk meratakan gelombang tersebut. Copy the circuit in box P. Complete the arrangement of the diodes B and D. Explain how the shape of the tracing output wave on the screen of the C.R.O is produced. Then, explain how the waveform can be smoothing. [5 markah] [5 marks]
185 (c) Rajah 3.2 menunjukkan satu litar transistor yang digunakan untuk menghidupkan penggera kebakaran. Diagram 3.2 shows a transistor circuit used to switch on a fire alarm. Rajah 3.2 Diagram 3.2 Penggera itu akan berbunyi apabila beza keupayaan merentasi perintang 10 k adalah 6V. Hitung The alarm will sound when the potential difference across the 10 k resistor is 6V. Calculate (i) beza keupayaan merentasi termistor the potential difference across the thermistor (ii) rintangan pada termistor. the resistance of the thermistor. [4 markah] [4 marks] (d) Jadual 3 menunjukkan empat litar transistor W, X, Y dan Z yang digunakan untuk menghidupkan sebuah lampu sorot 240 V, 1500 W. Table 3 shows four transistor circuits W, X, Y and Z used to switch on a 240 V, 1500 W spotlight.
186 Jadual 3 Table 3 Kaji setiap ciri dalam litar transistor tersebut dan terangkan kesesuaian setiap ciri berdasarkan aspek-aspek berikut : Study each characteristic in the transistor circuit and explain the suitability of each characteristic based on the following aspects : (i) kedudukan perintang peka cahaya (PPC) position of light dependent resistor (LDR) (ii) penggunaan perintang, R the uses of resistor, R (iii) kaedah sambungan bateri the method of the battery connection (iv) penggunaan suis geganti the uses of relay switch Tentukan litar transistor yang dapat menghidupkan lampu sorot pada waktu redup atau malam. Berikan sebab untuk pilihan anda. Determine the transistor circuit that can switch on the spotlight in dim or night time. Give reasons for your choice. [10 markah] [10 marks]
187 4 Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 menunjukkan dua litar elektrik yang mengandungi diod semikonduktor. Diagram 4.1 and Diagram 4.2 show two electrical circuits containing semiconductor diodes. Rajah 4.1 Rajah 4.2 Diagram 4.1 Diagram 4.2 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan semikonduktor? What is meant by semiconductor? [1 markah] [1 mark] (b) Menggunakan Rajah 4.1 dan Rajah 4.2, Using Diagram 4.1 and Diagram 4.2, (i) bandingkan nyalaan mentol. compare the lighting of the bulb. (ii) bandingkan pengaliran arus elektrik. compare the electric current flow. (iii) bandingkan sambungan diod ke terminal bateri. compare the connection of the diodes to the terminal of the battery. (iv) hubung kaitkan sambungan diod ke terminal bateri dengan nyalaan mentol. relate the connection of the diodes to the terminal of the battery and the lighting of the bulb. (v) deduksikan satu konsep fizik yang relevan. deduce a relevant physics concept. [5 markah] [5 marks]
188 (c) Rajah 4.3 menunjukkan litar rektifikasi gelombang penuh. Diagram 4.3 shows a full-wave rectifier circuit. Rajah 4.3 Diagram 4.3 (i) Lukis bentuk gelombang bagi rektifikasi gelombang penuh. Draw the wave form of a full-wave rectification. [1 markah] [1 mark] (ii) Sebuah kapasitor diletakkan merentasi output untuk meratakan arus dalam litar itu. Lukiskan bentuk gelombang yang dihasilkan. Jelaskan bagaimana kapasitor berfungsi untuk meratakan arus. A capacitor is placed across the output to smooth the current. Draw the wave form produced. Explain how capacitor works to smooth the current. [3 markah] [3 marks]
189 (d) Rajah 4.4 menunjukkan litar yang mengandungi transistor yang bertindak sebagai suis automatik. Diagram 4.4 shows a circuit with a transistor that acts as an automatic switch. Rajah 4.4 Diagram 4.4 Transistor dalam litar menyebabkan diod pemancar cahaya (LED) menyala apabila keadaan gelap. Seorang juruteknik ingin sebuah kipas berlabel 240 V, 100 W di dalam sebuah bilik dihidupkan apabila bilik itu panas. Cadangkan pengubahsuaian yang boleh dilakukan pada litar dalam Rajah 4.4 untuk membolehkan kipas itu dihidupkan secara automatik apabila bilik itu panas. Lukis litar yang diubahsuai itu. The transistor in the circuit causes the light emitting diod (LED) to light up when it is dark. A technician wants a fan labelled 240 V, 100 W in a room to be automatically switched on when the room is hot. Suggest modification that can be made to the circuit in Diagram 4.4 so that the fan can be switched on automatically when the room is hot. Draw the modified circuit. Nyatakan dan terangkan pengubahsuaian itu berdasarkan aspek-aspek berikut : State and explain the modifications based on the following aspects : (i) komponen-komponen elektrik yang perlu untuk menggantikan LED dan PPC. the electrical components that are neede to replace the LED and LDR. (ii) kedudukan komponen-komponen elektrik dalam litar itu. the positition of the electrical components in the circuit. [10 markah] [10 marks]
190 [1 markah] [1 mark] 1 Rajah 1 menunjukkan siri reputan bagi Bismut-214. Diagram 1 shows decay series of Bismuth-214. Rajah 1 Diagram 1 (a) Apakah maksud nombor nukleon? What is meant by nucleon number? …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (b)(i) Tuliskan satu persamaan untuk menunjukkan reputan Bi-214 kepada Tl-210. Write an equation to show the decay of Bi-214 to Tl-210. [1 markah] [1 mark] (ii) Nyatakan jenis reputan yang dialami oleh 1(b). State the type of decay in 1(b). …..……………………………………………………………………………………………… BAB 6 : FIZIK NUKLEAR / CHAPTER 6 : NUCLEAR PHYSICS
191 (c) Mengapakah reputan Bismut-214 berlaku? Why does Bismuth-214 decay occur? …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (d) Berdasarkan Rajah 1, nyatakan nuklid yang paling stabil. Based on Diagram 1, state the most stable nuclide. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (e) Tentukan bilangan zarah alfa dan zarah beta yang dihasilkan dalam reputan Rajah 1. Determine the number of alpha particles and beta particles produced in the decay in Diagram 1. [2 markah] [2 marks] (f) Jisim sebelum pereputan bagi Bi-214 ialah 300 g. Jika separuh hayat bagi Bi-214 ialah 19.3 minit, hitung jisim Bi-214 selepas 96.5 minit. Before decay, mass of Bi-214 is 300 g. If the half-life of Bi-214 is 19.3 minutes, calculate the mass of Bi-214 after 96.5 minutes. [2 markah] [2 marks]
192 2 Rajah 2.1 menunjukkan reputan radioaktif bagi unsur radium-226. Rajah 2.2 menunjukkan reputan radioaktif bagu unsur karbon-14. Diagram 2.1 shows the radioactive decay of radium-226. Diagram 2.2 shows the radioactive decay of carbon-14. Rajah 2.1 Diagram 2.1 Rajah 2.2 Diagram 2.2 (a) Mengapakah nucleus induk mereput? Why does the parent nuclide decay? …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] Tenaga Energy 88 226 86 222 2 4 226.025406 u.j.a 226.025406 a.m.u 222.017574 u.j.a 222.017574 a.m.u 4.002603 u.j.a 4.002603 a.m.u 7.81 x 10-13 J Tenaga Energy 6 14 7 14 −1 0 14.003242 u.j.a 14.003242 a.m.u 14.003074 u.j.a 14.003074 a.m.u Jisim amat kecil Negligible mass 2.51 x 10-14 J
193 (b) Namakan jenis reputan radioaktif dalam Name the types of radioactive decay in (i) Rajah 2.1 Diagram 2.1 …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) Rajah 2.2 Diagram 2.2 …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (c) Berdasarkan Rajah 2.1 dan Rajah 2.2, Based on Diagram 2.1 and Diagram 2.2, (i) bandingkan cacat jisim selepas proses reputan berlaku. compare the mass defect after the decay process. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) bandingkan jumlah tenaga yang dibebaskan. compare the total energy released. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark]
194 (iii) nyatakan hubungan antara cacat jisim dengan tenaga yang dibebaskan. state the relationship between the mass defect and the energy released. …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (d) Separuh hayat bagi radium-226 dan karbon-14 masing-masing ialah 1600 tahun dan 5600 tahun. The half-life of radium-226 and carbon-14 are 1600 years and 5600 years respectively. (i) Apakah yang dimaksudkan dengan separuh hayat? What is meant by half-life? …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [1 markah] [1 mark] (ii) Unsur radioaktif manakah yang akan mereput pada kadar yang lebih tinggi? Terangkan jawapan anda. Which radioactive material will decay at a faster rate? Explain your answer. …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… …..……………………………………………………………………………………………… [2 markah] [2 marks]
195 3 Rajah 3.1 menunjukkan sebuah bom atom yang digugurkan di Hiroshima dan Nagasaki semasa Perang Dunia Kedua. Konsep pembelahan nuklear digunakan untuk mangaktifkan bom tersebut. Diagram 3.1 shows an atomic boom that was dropped on Hiroshima and Nagasaki during the World War II. Concept nuclear fission is used to activate the bomb. Rajah 3.1 Diagram 3.1 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan pembelahan nuklear? What is meant by nuclear fission? [1 markah] [1 mark] Rajah 3.2 Diagram 3.2 Antena radar Radar antenna Bahan letupan Explosives
196 (b) Rajah 3.2 menunjukkan tindak balas berantai yang dihasilkan semasa pembelahan nukleus. Selain daripada bom atom, reaktor nuklear juga menggunakan tindak balas berantai untuk menjanakan tenaga nuklear. Apakah bezanya tindak balas berantai yang berlaku dalam sebuah reaktor nuklear dengan sebuah bom atom? Diagram 3.2 shows the chain reaction produced during nuclear fission. Apart from atomic bombs, nuclear reactors also use the chain reaction to generate nuclear energy. What is the difference between a chain reaction that occurs in a nuclear reactor and an atomic bomb? [4 markah] [4 marks] (c) Rajah 3.3 menunjukkan reka bentuk keratan rentas bagi sebuah model reaktor nuklear. Pembelahan nukleas digunakan dalam reaktor nuklear ini untuk menjana tenaga elektrik. Diagram 3.3 shows the cross-sectional design of a nuclear reactor model. Nuclear fission is used in this nuclear reactor to generate electricity. Rajah 3.3 Diagram 3.3 Dinding konkrit Concrete walls Rod kawalan Control rod Rod bahan api Fuel rod Pump Pam
197 Sebagai seorang jurutera, anda dikehendaki menyiasat dan menentukan model terbaik dan selamat digunakan seperti dalam Jadual 3.1. As an engineer, you are required to investigate and recommend the best model and safe to use as shown in Table 3.1. Model Model Bahan moderator Moderator material Rod Kawal Control rod Ejen penyejuk Cooling agent Dinding Konkrit Concrete walls P Grafik Graphite Barium Barium Air Water Tebal Thick Q Besi Iron Barium Barium Minyak Oil Nipis Thin R Grafik Graphite Boron Boron Air Water Tebal Thick S Besi Iron Boron Boron Minyak Oil Nipis Thin Jadual 3.1 Table 3.1 Terangkan kesesuaian setiap ciri nuklear dan tentukan pilihan terbaik untuk mengawal tindak balas nuklear dan juga ciri-ciri keselamatan. Berikan alasan untuk pilihan anda. Explain the suitability of each of the nuclear features and determine the best option for controlling the nuclear reaction and safety features. Give reasons for your choice. [10 markah] [10 marks]
198 [3 markah] [3 marks] (d) Satu tindak balas nuklear diwakili oleh persamaan berikut : A nuclear reaction is represented by the following equation : 235 1 141 92 1 92 0 56 36 0 235 1 141 92 1 92 0 56 36 0 3 Tenaga 3 U n Ba Kr n U n Ba Kr n Energy + → + + + + → + + + Jadual 3.2 menunjukkan nilai unit jisim atom (a.m.u) bagi unsur-unsur berikut: Table 3.2 shows the value of atomic mass unit (a.m.u) of the elements: Jadual 3.2 Table 3.2 Berdasarkan persamaan itu, hitung : Based on the equation, calculate : (i) cacat jisim the mass defect (ii) tenaga yang dibebaskan the energy released Unsur Element Unit jisim atom (u.j.a) Atomic mass unit (a.m.u) 235 92U 235.04392 141 56Ba 140.91441 92 36Kr 91.92611 1 0 n 1.00867 Maklumat tambahan : Additional information : 1 u.j.a = 1.66 x 10‒27 kg, laju cahaya = 3 x 108 m s‒1 1 a.m.u = 1.66 x 10‒27 kg, speed of light = 3 x 108 m s‒1 [2 markah] [2 marks]
199 Sumber radioaktif X Radioactive source X Sumber radioaktif Y Radioactive source Y 4 Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 masing-masing menunjukkan kadar reputan radioaktif daripada sumber X dan sumber Y. Diagram 4.1 and Diagram 4.2 show the rate of decay of radioactive from sources X and source Y. Rajah 4.1 Rajah 4.2 Diagram 4.1 Diagram 4.2 (a) Apakah maksud reputan radioaktif? What is the meaning of radioactive decay? [1 markah] [1 mark] (b) Berdasarkan Rajah 4.1 dan Rajah 4.2, bandingkan aktiviti awal sumber-sumber itu, selang masa untuk aktiviti menjadi separuh dan kadar reputan radioaktif. Hubungkaitkan kadar reputan radioaktif dan selang masa untuk radioaktif menjadi separuh untuk membuat deduksi tentang hubungan antara separuh hayat dan kadar reputan radioaktif. Based on Diagram 4.1 and 4.2, compare the initial activity of the sources, the time interval for the activity to be halve and the rate of radioactive decay. Relate the rate of radioactive decay and the time interval for the radioactive to be halved to make a deduction regarding the relationship between the half-life and the rate of radioactive decay. [5 markah] [5 marks] 2400 1800 1200 600 0 200 400 600 800 Aktiviti / bilangan per saat Activity / counts per seconds Masa, t / s Time, t / s 2400 1800 1200 600 0 2 4 6 8 Aktiviti / bilangan per saat Activity / counts per seconds Masa, t / s Time, t / s
200 Rajah 4.3 Diagram 4.3 (c) Berdasarkan Rajah 4.3, terangkan bagaimana seorang doktor dapat memastikan bahagian saluran darah yang tersumbat dalam badan pesakit. Based on Diagram 4.3, explain how a doctor can determine which part of a blood vessel is blocked in a patient's body. [4 markah] [4 marks] Rajah 4.4 Diagram 4.4