115 Bab Tingkatan 5 2 3 Rajah 3 menunjukkan sebuah tiub venturi. Air mengalir dari P ke Q. (c)(i) P Q (b) Aliran air X Rajah 3 (a) Namakan prinsip yang terlibat dalam tiub venturi itu. Prinsip Bernoulli [1 markah] (b) Tandakan kawasan tekanan rendah dengan huruf X. [1 markah] Bendalir mengalir dengan lebih laju di kawasan yang sempit. Apabila halaju bendalir bertambah, maka tekanan bendalir akan berkurang. Tip Peperiksaan (c) (i) Tandakan turus air dalam setiap tiub apabila air mengalir. [2 markah] (ii) Jelaskan jawapan anda di 3(c)(i). Ketinggian turus air bertambah apabila tekanan bertambah. [1 markah] 4 Rajah 4 menunjukkan satu botol yang berisi air. Tiga lubang ditebuk pada botol itu pada kedalaman yang berbeza, P, Q dan R. Air terpancut keluar melalui lubang-lubang disebabkan oleh tekanan air. Air P Q R (b) Rajah 4 Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 115 16-Jan-23 4:32:39 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
116 Bab Tingkatan 5 2 (a) Apakah maksud tekanan? Tekanan ialah daya per unit luas [1 markah] (b) Pada Rajah 4, lukis laluan air yang terpancut keluar melalui lubang-lubang. [2 markah] (c) Nyatakan satu faktor yang mempengaruhi tekanan air dalam botol itu. Ketumpatan//Kedalaman air [1 markah] (d) Hitung tekanan air di R jika kedalaman lubang ialah 20.0 cm. [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3] P = hρg = (0.2)(1 000)(9.81) = 1 962 Pa [2 markah] 5 Rajah 5 menunjukkan sebuah manometer merkuri yang disambungkan kepada satu bekalan gas. Gas hx hy X Y Rajah 5 (a) Namakan tekanan yang bertindak pada titik Y. Tekanan atmosfera [1 markah] (b) Berdasarkan Rajah 5, KBAT Menganalisis (i) bandingkan ketinggian turus merkuri, h pada kedua-dua lengan manometer. hy hx [1 markah] (ii) bandingkan tekanan di titik X dan titik Y. Tekanan di X Y [1 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 116 16-Jan-23 4:32:40 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
117 Bab Tingkatan 5 2 (iii) hubung kaitkan ketinggian turus merkuri dengan tekanan yang bertindak pada lengan manometer. Apabila tekanan bertambah, ketinggian turus merkuri berkurang. [1 markah] (c) Tinggi turus merkuri, hx dan hy masing-masing ialah 5 cm dan 15 cm. Hitung tekanan gas. [Ketumpatan merkuri = 13 600 kg m–3, tekanan atmosfera = 76 cm Hg] Pgas = 10 cm Hg + Patm = 10 cm Hg + 76 cm Hg = 86 cm Hg Pgas = hρg = 0.86 × 13 600 × 9.81 = 114.74 × 103 Pa [2 markah] 6 Rajah 6 menunjukkan sebuah jet hidraulik yang digunakan untuk mengangkat sebuah kereta yang berat. Luas keratan rentas bagi omboh kecil dan omboh besar masing-masing ialah 2 cm2 dan 80 cm2 . Omboh besar Takungan Pemegang Omboh kecil Minyak hidraulik Rajah 6 (a) Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam Rajah 6. Prinsip Pascal [1 markah] (b) Terangkan bagaimana jet hidraulik boleh mengangkat sebuah kereta yang berat. KBAT Menganalisis – Pemegang ditolak ke bawah untuk menghasilkan tekanan pada omboh kecil. – Tekanan dihantar sama rata melalui minyak hidraulik ke omboh besar. – Daya output yang lebih besar dihasilkan pada omboh besar. [3 markah] (c) Omboh kecil ditolak ke bawah dengan daya 20 N. Hitung daya output yang dihasilkan pada omboh besar. Daya output, F2 = A2 A1 × F1 = 80 2 × 20 = 800 N [2 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 117 16-Jan-23 4:32:40 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
118 Bab Tingkatan 5 2 Kertas 2 Bahagian B & C – Soalan Esei 7 (a) Rajah 7.1 menunjukkan satu sistem hidraulik. Luas keratan rentas bagi omboh P dan Q masing-masing ialah 5 cm2 dan 35 cm2 . F1 F2 Beban Minyak hidraulik Omboh P Omboh Q Rajah 7.1 (i) Nyatakan prinsip Pascal. [1 markah] (ii) Berdasarkan Rajah 7.1, terangkan bagaimana sistem hidraulik boleh digunakan untuk mengangkat beban yang berat. [4 markah] (b) Daya mampatan yang dikenakan pada omboh P ialah 25 N. Hitung (i) tekanan yang bertindak ke atas minyak hidraulik, (ii) jisim maksimum beban yang boleh diangkat oleh sistem itu. [5 markah] (c) Rajah 7.2 menunjukkan sebuah perahu layar. Tiang Layar Badan perahu Rajah 7.2 Jadual 1 menunjukkan empat buah perahu layar dengan ciri yang berbeza. Anda diminta untuk menentukan ciri-ciri perahu layar yang sesuai digunakan dalam satu perlumbaan perahu layar. Tentukan perahu layar yang paling sesuai dan beri sebab bagi pilihan anda. KBAT Menilai Perahu layar Bahan badan perahu layar Saiz layar Bahan bagi layar Bahan bagi tiang J Gentian kaca Besar Poliester Aluminium K Kayu Besar Nilon Kayu L Kayu Kecil Poliester Aluminium M Gentian kaca Kecil Kapas Besi Jadual 1 [10 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 118 16-Jan-23 4:32:40 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
119 Bab Tingkatan 5 2 Jawapan 7 (a) (i) Prinsip Pascal menyatakan bahawa tekanan dalam suatu bendalir tertutup dihantar sama rata ke setiap bahagian bendalir. (ii) – Daya dikenakan pada omboh kecil (omboh P). – Tekanan dikenakan pada cecair. – Tekanan dihantar secara sama rata ke semua bahagian cecair. – Daya output dihasilkan pada omboh besar (omboh Q). (b) (i) P = F A = 25 5 = 5 N cm–2 (ii) F2 = PA2 = (5)(35) = 175 N Jisim maksimum, m = F2 g = 175 9.81 = 17.84 kg (c) Ciri-ciri Sebab Bahan badan perahu layar ialah gentian kaca Ringan Saiz layar yang besar Menghasilkan daya yang lebih besar Bahan bagi layar ialah poliester Lebih kuat//Tidak mudah terkoyak Bahan bagi tiang ialah aluminium Ringan J dipilih kerana mempunyai badan perahu layar diperbuat daripada gentian kaca, mempunyai saiz layar yang besar diperbuat daripada poliester dan bahan tiang diperbuat daripada aluminium. 8 (a) Rajah 8.1 menunjukkan sebiji belon udara panas naik ke ketinggian tertentu. Prinsip kerja belon udara panas adalah berdasarkan prinsip Archimedes. Belon udara panas Rajah 8.1 (i) Nyatakan prinsip Archimedes. [1 markah] (ii) Pada Rajah 8.1, lukis anak panah untuk menunjukkan daya yang bertindak ke atas belon udara panas itu. [1 markah] (iii) Terangkan bagaimana belon udara panas itu naik. [3 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 119 16-Jan-23 4:32:41 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
120 Bab Tingkatan 5 2 (b) Rajah 8.2 menunjukkan sebuah bongkah kayu terapung di atas permukaan air. Rajah 8.3 menunjukkan bongkah kayu yang sama terapung di atas permukaan larutan garam. Bongkah kayu Air Larutan garam Bongkah kayu Rajah 8.2 Rajah 8.3 Berdasarkan Rajah 8.2 dan Rajah 8.3, bandingkan isi padu bahagian bongkah kayu yang terendam, ketumpatan air dan larutan garam serta isi padu cecair yang disesarkan oleh bongkah kayu. Hubung kaitkan isi padu bahagian bongkah kayu yang terendam dengan ketumpatan cecair dan buat kesimpulan tentang hubungan antara isi padu cecair yang tersesar dengan ketumpatan. KBAT Menilai [5 markah] (c) Rajah 8.4 menunjukkan sebuah kapal selam. Rajah 8.5 menunjukkan keratan rentas bagi tangki balast kapal selam. Rajah 8.4 Rajah 8.5 Menggunakan pengetahuan anda tentang prinsip Archimedes dan sifatsifat bahan, terangkan pengubahsuaian yang diperlukan supaya kapal selam boleh tenggelam lebih dalam untuk jangka masa yang lebih lama. KBAT Mencipta Pengubahsuaian anda hendaklah berdasarkan aspek-aspek berikut: (i) Bahan badan kapal selam (ii) Sumber tenaga (iii) Saiz tangki balast (iv) Peralatan tambahan [10 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 120 16-Jan-23 4:32:41 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
121 Bab Tingkatan 5 2 8 (a) (i) Prinsip Archimedes menyatakan bahawa daya apungan adalah sama dengan berat bendalir yang disesarkan. (ii) Belon udara panas F W (iii) – Belon udara panas menyesarkan isi padu udara yang banyak. – Udara di dalam belon dipanaskan oleh nyalaan api bahan bakar. – Udara panas mengembang. Ketumpatan udara panas adalah rendah. Udara panas bergerak naik ke atas di dalam belon. – Belon naik apabila berat belon , daya apungan (b) – Isi padu bahagian yang tenggelam dalam Rajah 8.2 . Rajah 8.3 – Ketumpatan air , ketumpatan larutan garam – Isi padu air yang disesarkan . isi padu larutan garam yang disesarkan – Apabila ketumpatan bertambah, isi padu bahagian yang tenggelam berkurang. – Isi padu cecair yang disesarkan berkurang apabila ketumpatan bertambah. (c) Pengubahsuaian Sebab (i) Bahan badan kapal selam: Bahan yang kuat Sukar untuk pecah//Boleh menahan tekanan yang tinggi (ii) Sumber tenaga: Tenaga nuklear Menghasilkan lebih tenaga// kuasa (iii) Saiz tangki balast: Besar Boleh diisi dengan lebih banyak air untuk menambahkan berat badan kapal selam (iv) Peralatan tambahan: – Tangki oksigen bertekanan – Periskop – Bekalan oksigen yang mencukupi//untuk membekalkan oksigen – Untuk melihat objek di atas permukaan air Jawapan Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 121 16-Jan-23 4:32:41 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
122 Kertas 1 Soalan Objektif 3.1 Arus dan Beza Keupayaan 1 Sebuah cerek elektrik menggunakan arus 9 A apabila dihidupkan selama 15 minit. Berapakah jumlah cas elektrik yang mengalir melalui litar pada masa itu? A 135 C C 1 350 C B 810 C D 8 100 C Jawapan: D I = Q t 9 = Q 15 × 60 Q = 8 100 C I = Q t Q = It Q I t Tip Peperiksaan 2 Satu arus elektrik 5.0 mA mengalir melalui sebuah mentol selama empat minit. Tentukan bilangan elektron yang mengalir melaluinya. KBAT Mengaplikasi [Cas elektron, e = 1.6 × 10–19 C]. A 1.25 × 1017 C 7.5 × 1018 B 1.25 × 1020 D 7.5 × 1021 3 Rajah yang manakah menunjukkan corak medan elektrik yang betul? A + – C + – B –––– – – – + + + + +++ D + Jawapan: B Garis daya diarahkan keluar bagi cas positif dan ke dalam bagi cas negatif. 3.2 Rintangan 4 Rajah 1 menunjukkan graf beza keupayaan, V melawan arus, I bagi tiga konduktor, P, Q dan R. P Q R Arus, I (A) Beza keupayaan, V (V) 0 Rajah 1 Antara pernyataan berikut, yang manakah betul tentang konduktorkonduktor tersebut? KBAT Menganalisis Jawapan: C I = Q t 5 × 10–3 = Q 4 × 60 Q = 1.2 C Q = ne 1.2 = n(1.6 × 10–19) n = 7.5 × 1018 Elektrik 3 BAB Tema 2: Elektrik dan Keelektromagnetan Buku Teks: Halaman 90 – 133 Q&A SPM Fizik Tg5 B3 3rd.indd 122 16-Jan-23 4:35:23 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
123 Bab Tingkatan 5 3 A P mempunyai rintangan yang paling rendah B P dan R mematuhi hukum Ohm C Rintangan P bertambah dengan arus D Rintangan Q bertambah secara linear dengan arus Jawapan: B V berkadar terus dengan I. Berdasarkan hukum Ohm, nisbah V I adalah malar. 5 Rajah 2 menunjukkan satu litar elektrik. Ammeter 3 V 2 Ω 4 Ω 3 Ω A Rajah 2 Berapakah bacaan ammeter itu? A 0.33 A C 0.80 A B 0.69 A D 1.00 A Jawapan: B 1 R = 1 2 + 1 4 R = 1.33 Ω Rintangan berkesan = 1.33 + 3 = 4.33 Ω V = IR 3 = I(4.33) I = 0.69 A 6 Seorang murid diberi satu dawai yang mempunyai diameter, d dan rintangan, R. Murid itu dikehendaki untuk menentukan rintangan dawai apabila diameter dawai ialah 3d. Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan rintangan yang betul? KBAT Menganalisis A R 9 C 3R B R 3 D 9R Jawapan: A Rintangan satu konduktor bagi suatu panjang, L ialah R = PL π1 d 22 2 dengan keadaan π1 d 2 2 2 = luas konduktor Apabila diameter dawai digandakan tiga (3d), R' ialah PL π13d 22 2 R' = 1 9 1 PL π1 d 22 2 2 = R 9 P dan L adalah malar. 7 Tiga perintang yang sama disambungkan secara selari menghasilkan rintangan berkesan 3 Ω. Berapakah rintangan berkesan perintang itu apabila disambungkan secara bersiri? KBAT Mengaplikasi A 9 Ω C 27 Ω B 18 Ω D 36 Ω Jawapan: C 1 3 = 1 R + 1 R + 1 R 1 3 = 3 R R = 9 Ω Rintangan berkesan bagi litar bersiri: 9 + 9 + 9 = 27 Ω 8 Tiga voltmeter masing-masing merekodkan bacaan V1 , V2 dan V3 apabila disambungkan merentasi tiga perintang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. 10 Ω 10 Ω 20 Ω V1 V2 12 V V3 Rajah 3 Q&A SPM Fizik Tg5 B3 3rd.indd 123 16-Jan-23 4:35:23 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
124 Bab Tingkatan 5 3 Antara pernyataan berikut, yang manakah adalah benar? KBAT Menganalisis A V1 = V2 = V3 C V2 = 2V3 B V3 = 2V1 D V1 = V2 V3 Jawapan: B Perintang disambungkan secara bersiri: Arus yang sama mengalir melalui setiap perintang. Beza keupayaan merentasi setiap perintang adalah berbeza. V = IR 9 Rajah 4 menunjukkan arus yang mengalir melalui dua perintang secara bersiri. A1 dan A2 adalah ammeter manakala V1 dan V2 adalah voltmeter. 6 Ω V1 A1 A2 V2 12 Ω Rajah 4 Antara perbandingan berikut, yang manakah adalah betul? KBAT Menganalisis Bacaan ammeter Bacaan voltmeter A A1 A2 V1 V2 B A1 A2 V1 V2 C A1 = A2 V1 = V2 D A1 = A2 V1 V2 Jawapan: D Perintang disambungkan secara bersiri: Arus yang sama mengalir melalui setiap perintang. Beza keupayaan merentasi setiap perintang adalah berbeza. V = IR Calon sering membuat kesalahan dengan menganggap bahawa arus dan beza keupayaan bagi litar bersiri adalah sama bagi semua perintang. Kesalahan Umum 3.3 Daya Gerak Elektrik dan Rintangan Dalam 10 Rajah 5 menunjukkan empat perintang yang sama. Setiap perintang, R disambungkan kepada bateri 12 V. Ammeter, A1 menunjukkan bacaan 1.2 A dan voltmeter, V1 menunjukkan bacaan 7.2 V. 12 V 7.2 V 1.2 A A2 A1 V1 R B C R R R Rajah 5 Cari nilai R dan bacaan ammeter A2 . KBAT Mengaplikasi R Bacaan ammeter, A2 A 3 Ω 0.2 A B 6 Ω 0.4 A C 9 Ω 0.4 A D 12 Ω 0.8 A Jawapan: B V1 = I 1 R 7.2 = 1.2R R = 6 Ω V2 = VBC – V1 = 12 – 7.2 = 4.8 V V2 = I 2 R 4.8 = I 2 × (6 + 6) I 2 = 0.4 A 11 A, B, C, D menunjukkan litar dengan empat mentol yang sama disambungkan dalam setiap litar. Kesemua mentol berlabel 80 W, 240 V. Antara litar berikut, yang manakah menyebabkan kesemua mentol menyala dengan kecerahan yang malap? KBAT Menganalisis Q&A SPM Fizik Tg5 B3 3rd.indd 124 16-Jan-23 4:35:24 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
125 Bab Tingkatan 5 3 A 240 V C 240 V B 240 V D 240 V Jawapan: C Perintang disambungkan secara bersiri: Beza keupayaan merentasi setiap mentol ialah 60 V sahaja. 12 Seorang murid menjalankan satu eksperimen untuk mengkaji hubungan antara beza keupayaan, V melawan arus, I. Keputusan diperoleh ditunjukkan dalam Rajah 6. V (V) I (A) 0 9 18 Rajah 6 Antara yang berikut, yang manakah adalah betul? KBAT Mengaplikasi Daya gerak elektrik (V) Rintangan dalam (Ω) A 4.5 0.50 B 4.5 2.00 C 9.0 0.50 D 9.0 2.00 Jawapan: C E = V + Ir Susun persamaan ini berdasarkan y = m x + c V = –r I + E d.g.e. mewakili pintasan-y, c. Rintangan dalam diwakili oleh kecerunan, m. m = 9 – 0 0 – 18 = –0.5 m = –r –0.5 = –r r = 0.5 13 Rajah 7 menunjukkan satu litar yang mengandungi sel kering dan rintangan dalam. A v Rajah 7 Apakah perubahan bacaan ammeter dan voltmeter apabila rintangan reostat bertambah? KBAT Menganalisis Bacaan ammeter Bacaan voltmeter A Berkurang Berkurang B Berkurang Bertambah C Bertambah Berkurang D Bertambah Bertambah Jawapan: B Apabila rintangan bertambah, arus akan berkurang 1R = V I 2. Berdasarkan E = V + Ir, Apabila E adalah malar dan I berkurang, Ir akan berkurang. Oleh itu, V = E – Ir, V akan bertambah. Q&A SPM Fizik Tg5 B3 3rd.indd 125 16-Jan-23 4:35:25 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
207 Kertas Model SPM KERTAS 1 Masa: 1 jam 15 minit [40 markah] Arahan: Jawab semua soalan. 1 Antara yang berikut, yang manakah merupakan kuantiti fizik? A Jenis cecair B Berat spring C Bentuk kanta D Ketulenan berlian 2 Rajah 1 menunjukkan graf yang diperoleh dalam satu penyiasatan terhadap gas. V (cm3 ) –273 0 T (°C) Rajah 1 Antara yang berikut, yang manakah betul? Pemboleh ubah bergerak balas Hubungan antara pemboleh ubah A T V berkadar terus dengan T B T V bertambah secara linear dengan T C V V berkadar terus dengan T D V V bertambah secara linear dengan T 3 Sebiji bola berjisim 0.5 kg ditendang dengan daya 20 N. Jika daya itu dikenakan dalam masa 2.0 s, berapakah impuls yang dialami oleh bola itu? A 10.2 N s B 30.0 N s C 40.0 N s D 50.0 N s 4 Kadar perubahan momentum bagi suatu objek berkadar terus dengan daya yang dikenakan dan berlaku dalam arah daya itu bertindak. Apakah hukum yang dijelaskan dalam pernyataan di atas? A Hukum Gerakan Newton B Hukum Gerakan Newton Kedua C Hukum Gerakan Newton Ketiga D Hukum Gerakan Newton Pertama 5 Mengapakah ahli payung terjun membengkokkan kaki semasa mendarat? A Meningkatkan daya impuls B Mengurangkan masa impak C Mengurangkan tekanan yang dikenakan ke atas lutut D Meningkatkan masa impak untuk mengurangkan daya impuls Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 207 16-Jan-23 4:14:10 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
208 Kertas Model SPM 6 Rajah 2 menunjukkan Bumi sedang mengorbit Matahari. r = 1.5 1011 m Matahari Bumi Rajah 2 Diberi jisim Matahari ialah 2.00 × 1030 kg. Hitung tempoh orbit Bumi. [G = 6.67 × 10–11 N m2 kg–2] A 3.16 × 107 s C 5.18 × 108 s B 4.25 × 107 s D 7.15 × 1014 s 7 Sebuah satelit mengorbit Bumi pada ketinggian 540 km. Jika pecutan memusat satelit ialah 9.38 m s–2, berapakah laju linear satelit itu? [Jejari Bumi, R = 6.37 × 106 m] A 902.15 m s–1 B 7 348.59 m s–1 C 7 543.85 m s–1 D 8 050.83 m s–1 8 Daya graviti di antara dua jasad berkadar terus dengan hasil darab jisim kedua-dua jasad dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak di antara pusat dua jasad itu. Apakah hukum yang dijelaskan dalam pernyataan di atas? A Hukum Kepler B Hukum Gerakan Newton Pertama C Hukum Gerakan Newton Kedua D Hukum Kegravitian Semesta Newton 9 Mengapakah merkuri digunakan sebagai cecair dalam termometer? A Takat didihnya yang rendah B Ketumpatannya yang rendah C Kebolehannya membasahi tiub kaca D Kebolehannya untuk mengembang dengan sekata 10 Rajah 3 menunjukkan bacaan termometer bagi sup mendidih yang sama isi padu di dalam mangkuk P dan Q selepas satu minit. Termometer P Q Rajah 3 Apakah yang menyebabkan perbezaan bacaan termometer itu? A Muatan haba tentu mangkuk P . Muatan haba tentu mangkuk Q B Muatan haba tentu mangkuk P , Muatan haba tentu mangkuk Q C Muatan haba tentu mangkuk P . Muatan haba tentu sup D Muatan haba tentu mangkuk Q . Muatan haba tentu sup 11 1.0 kg air pada suhu 20 °C dicampurkan dengan 1.0 kg air pada suhu 70 °C. Anggarkan suhu campuran itu. A Antara 20 °C dengan 70 °C B Kurang daripada 10 °C C Lebih daripada 50 °C D Sama dengan 20 °C Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 208 16-Jan-23 4:14:10 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
209 Kertas Model SPM 12 Jadual 1 menunjukkan muatan haba tentu bagi bahan J, K dan L. Bahan Muatan haba tentu (J kg–1 °C–1) J 380 K 750 L 3 800 Jadual 1 Bahan manakah paling sesuai dijadikan dasar dan pemegang bagi kuali leper? Dasar Pemegang A J L B L J C K L D L K 13 Rajah 4 menunjukkan saiz sebiji belon di dalam sebuah bekas kedap udara sebelum dan selepas omboh ditarik ke atas. Ditarik ke atas Omboh Belon Sebelum Selepas Rajah 4 Hukum fizik manakah yang menerangkan situasi dalam Rajah 4? A Hukum Boyle B Hukum Charles C Hukum Tekanan D Hukum Gay-Lussac 14 Rajah 5 menunjukkan graf sesaran-jarak bagi satu gelombang. Sesaran (cm) Jarak (cm) 12 –12 2 4 6 Rajah 5 Berapakah amplitud gelombang itu? A 4 cm C 12 cm B 6 cm D 24 cm 15 Rajah 6 menunjukkan sebuah kapal selam mengaplikasikan fenomena pantulan gelombang dengan menghasilkan bunyi ‘ping’ untuk mengesan kapal selam musuh. Kapal selam Kapal selam musuh Rajah 6 Pernyataan manakah yang betul tentang bunyi yang dipantulkan? A Laju gelombang bunyi tidak berubah B Frekuensi gelombang bunyi berkurang C Amplitud gelombang bunyi bertambah D Panjang gelombang bagi gelombang bunyi bertambah 16 Rajah 7 menunjukkan satu corak interferens. X Y Puncak Lembangan Sumber koheren Rajah 7 Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 209 16-Jan-23 4:14:11 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
210 Kertas Model SPM Kombinasi manakah adalah betul? Interferens di X Garis Y A Membina Nod B Membina Antinod C Memusnah Nod D Memusnah Antinod 17 Rajah 8 menunjukkan spektrum elektromagnet. Gelombang radio Gelombang mikro Inframerah Cahaya nampak Ultraungu Sinar-X Sinar gama Rajah 8 Apakah sifat sepunya bagi kesemua jenis gelombang elektromagnet? A Semua gelombang mempunyai frekuensi yang sama B Semua gelombang memerlukan medium untuk merambat C Semua gelombang mempunyai panjang gelombang yang sama D Semua gelombang merambat dengan halaju yang sama di dalam vakum 18 Rajah 9 menunjukkan sebuah bot nelayan berjaya mengesan sekumpulan ikan tuna sirip biru. Bot itu menghantar gelombang ultrasonik ke dasar laut dengan kelajuan 2 500 m s–1. Masa yang diambil untuk gelombang ultrasonik dipantulkan kembali ke bot ialah 30 ms. Rajah 9 Hitung jarak di antara ikan tuna sirip biru itu dengan bot. A 36 m C 75 m B 37.5 m D 360 m 19 Rajah 10 menunjukkan huruf K dan imejnya dalam sebuah cermin satah. K Objek K Cermin satah Imej Rajah 10 Apakah ciri imej yang ditunjukkan dalam Rajah 10? A Dalam ketara B Indeks biasan C Songsang sisi D Pantulan dalam penuh 20 Gambar rajah sinar manakah yang menunjukkan lintasan cahaya yang betul apabila melalui tiga medium yang berbeza? A C Udara Air Kaca Udara Air Kaca Udara Air Kaca Udara Air Kaca B D 21 Rajah 11 menunjukkan sinar cahaya bergerak dari objek jauh ke sebuah kanta cembung. F F 2F A C DB O Rajah 11 Pada kedudukan manakah, A, B, C atau D, imej terbentuk? Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 210 16-Jan-23 4:14:12 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
211 Kertas Model SPM 22 Rajah 12 menunjukkan susunan dua kanta cembung pada pelarasan normal dalam sebuah teleskop astronomi. Panjang fokus bagi kanta P dan kanta Q masingmasing ialah 20 cm dan 4 cm. Kanta P Kanta Q Rajah 12 Hitung jarak di antara kanta P dengan kanta Q. A 5 cm C 25 cm B 24 cm D 30 cm 23 Rajah 13 menunjukkan sebuah kotak digantung di X dengan seutas tali. q p r X Rajah 13 Jika jumlah daya yang bertindak pada X ialah sifar, segi tiga daya manakah adalah betul? A p r q C p r q B p r q D p r q 24 Rajah 14 menunjukkan daya-daya yang bertindak pada sebuah lori yang sedang mengundur. F1 W F2 F3 Rajah 14 Apakah F1 , F2 dan F3 ? F1 F2 F3 A Tindak balas normal Tujahan Seretan B Tujahan Tindak balas normal Seretan C Seretan Tujahan Tindak balas normal D Tindak balas normal Seretan Tujahan 25 Rajah 15 menunjukkan seorang murid sedang menarik sebuah kotak berjisim 40 kg di atas sebuah troli. Troli itu bergerak pada halaju malar. T 30° Rajah 15 Berapakah daya geseran yang bertindak pada troli dan kotak itu jika tegangan tali, T ialah 400 N? A 53.6 N B 306.4 N C 346.4 N D 400.0 N Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 211 16-Jan-23 4:14:13 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
212 Kertas Model SPM 26 Rajah 16 menunjukkan sebuah lori tangki air sedang memindahkan air ke dalam sebuah tangki. Lori tangki air Air Tangki air 3 m 2 m X 0.2 m Rajah 16 Hitung tekanan air di X. [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3] A 1.44 × 103 N m–2 B 1.44 × 104 N m–2 C 1.58 × 104 N m–2 D 1.77 × 104 N m–2 27 Seorang lelaki berada di atas sebuah rakit yang terapung di permukaan laut. Prinsip fizik manakah yang digunakan untuk menerangkan situasi di atas? A Prinsip Archimedes B Prinsip Bernoulli C Hukum Charles D Prinsip Pascal 28 Rajah 17 menunjukkan satu litar elektrik. A Mentol V 14 V 6 3 Rajah 17 Berapakah bacaan voltmeter jika rintangan mentol itu ialah 12 Ω? A 8 V C 18 V B 12 V D 36 V 29 Pernyataan manakah yang betul tentang rintangan dalam bagi sebuah sel kering? A Rintangan dalam bergantung pada pengaliran arus B Rintangan dalam boleh dihitung menggunakan rumus, r = V – ε I C Rintangan terhadap pergerakan cas yang disebabkan oleh bahan elektrolit dalam sel D Kerja yang dilakukan oleh satu sumber untuk menggerakkan satu unit cas melalui satu litar lengkap 30 Rajah 18 menunjukkan bingkai dawai digantung bebas di antara dua kutub sebuah magnet. U S Arus, I Dawai Magnet Rajah 18 Bagaimanakah halaju ayunan bingkai dawai itu boleh ditingkatkan? A Meningkatkan arus B Menggunakan dawai konstantan C Mengubah kekutuban bekalan kuasa D Menggunakan bingkai dawai yang lebih halus Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 212 16-Jan-23 4:14:14 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
213 Kertas Model SPM 31 Rajah 19 menunjukkan label kadar kuasa pada sebuah cerek elektrik. Kuasa cerek itu ialah 2 500 W. Rajah 19 Apakah maksud 2 500 W? A 2 500 volt per saat B 2 500 joule per saat C 2 500 volt per ampere D 2 500 joule per coulomb 32 Apakah kelebihan bekalan arus ulang-alik? A Arus ulang-alik lebih mudah dijana B Voltan arus ulang-alik boleh diubah dengan mudah C Frekuensi arus ulang-alik boleh diubah dengan mudah D Kuasa bekalan boleh dikekalkan pada satu nilai yang tetap 33 Rajah 20 menunjukkan satu aktiviti untuk menyiasat faktorfaktor yang mempengaruhi magnitud arus aruhan. S U h G Rajah 20 Langkah manakah yang akan meningkatkan magnitud arus aruhan? A Menggunakan lebih banyak lilitan solenoid B Menggunakan dawai solenoid yang lebih tebal C Menggunakan diameter solenoid yang lebih besar D Mengurangkan ketinggian, h magnet dari solenoid 34 Sebuah transformer mempunyai 500 lilitan gegelung primer dan 100 lilitan gegelung sekunder. Satu bekalan kuasa arus-ulang alik 25 V disambung merentasi gegelung primer. Berapakah beza keupayaan merentasi gegelung sekunder? A 5.0 V C 50.0 V B 12.5 V D 175.0 V 35 Rajah 21 menunjukkan satu litar suis automatik. R1 R3 R2 Rajah 21 Pernyataan manakah yang benar? KBAT Menganalisis A Jika R1 ialah perintang peka cahaya, mentol menyala pada waktu siang B Jika R2 ialah perintang peka cahaya, mentol menyala pada waktu siang C Jika R3 ialah perintang peka cahaya, mentol menyala pada waktu siang D Jika terminal bateri disongsangkan, mentol menyala pada waktu siang Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 213 16-Jan-23 4:14:15 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
214 Kertas Model SPM 36 Rajah 22 menunjukkan sambungan empat diod dan satu mentol dalam satu litar. P S R Q A B Rajah 22 Laluan pengaliran arus manakah yang akan menyalakan mentol? A APSQRB dan BRSQPA B APQSRB dan BRQSPA C BRSQPA dan APSQBR D BRQSPA dan APQRB 37 Rajah 23 menunjukkan satu lengkung reputan bagi suatu bahan radioaktif. Keaktifan (bilangan per minit) 36 Masa (jam) 0 12.5%N0 N0 Rajah 23 Tentukan separuh hayat bagi bahan radioaktif itu. A 9 jam B 12 jam C 18 jam D 72 jam 38 Jadual 2 menunjukkan separuh hayat bagi empat jenis isotop cecair yang memancarkan sinar gama. Isotop cecair Separuh hayat A 10 saat B 2 jam C 5 bulan D 10 tahun Jadual 2 Isotop cecair manakah, A, B, C atau D, yang sesuai digunakan untuk mengesan pembekuan darah? 39 Sebatang pen laser merah mengeluarkan cahaya dengan panjang gelombang 770 nm. Jika bilangan foton yang terpancar ialah 4.47 × 1018 sesaat, berapakah kuasa output pen laser itu? [h = 6.63 × 10–34 J s, c = 3.00 × 108 m s–1] A 3.00 W C 0.30 W B 1.15 W D 0.11 W 40 Tenaga kinetik maksimum fotoelektron didapati sebanyak 9.92 × 10–20 J apabila permukaan logam cesium yang bersih disinari dengan cahaya biru. Berapakah frekuensi cahaya biru itu? [Fungsi kerja cesium = 3.43 × 10–19 J, pemalar Planck = 6.63 × 10–34 J s] A 7.73 × 1016 Hz B 6.67 × 1015 Hz C 6.67 × 1014 Hz D 4.30 × 1014 Hz Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 214 16-Jan-23 4:14:15 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
215 Kertas Model SPM 1 Rajah 1.1 dan Rajah 1.2 menunjukkan dua jenis pendaratan yang dilakukan oleh dua orang gimnas lelaki. Rajah 1.1 Rajah 1.2 (a) Namakan daya yang membolehkan gimnas itu mendarat di atas lantai. [1 markah] (b) Jenis pendaratan manakah yang lebih selamat? Beri sebab. [2 markah] (c) Terangkan satu pengubahsuaian yang perlu dilakukan supaya kedua-dua gimnas itu dapat mendarat dengan lebih selamat. [1 markah] 2 Rajah 2 menunjukkan sebuah kotak berjisim 50 kg di atas satu satah condong dengan sudut 30° dari permukaan mengufuk. Daya geseran yang bertindak di antara kotak dengan satah condong itu ialah 245.25 N. Berat 30° 50 kg Rajah 2 KERTAS 2 Masa: 2 jam 30 minit Bahagian A [60 markah] Arahan: Jawab semua soalan. Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 215 16-Jan-23 4:14:15 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
216 Kertas Model SPM (a) Apakah yang dimaksudkan dengan daya geseran? [1 markah] (b) Hitung daya paduan yang selari dengan satah condong itu. [2 markah] (c) Berdasarkan jawapan anda di 2(b), terangkan apa yang berlaku pada pergerakan kotak itu. [2 markah] 3 Sebuah kapal selam berjisim 1.1 × 107 kg berada pada kedalaman 2 000 m dari permukaan laut. Kapal selam itu sedang menjalankan misi memetakan dasar laut. (a) Nyatakan Hukum Kegravitian Semesta Newton. [1 markah] (b) Hitung nilai pecutan graviti di kedudukan kapal selam itu. [Jejari Bumi = 6.37 × 106 m, jisim Bumi = 5.97 × 1024 kg, G = 6.67 × 10–11 N m2 kg–2] [3 markah] (c) Beri dua kesan terhadap manusia jika berada di kawasan graviti sifar. [2 markah] Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 216 16-Jan-23 4:14:15 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
217 Kertas Model SPM 4 Rajah 4 menunjukkan sebiji mentol disambungkan pada satu transformer ringkas. 240 V Mentol 5 V, 15 W Rajah 4 (a) Apakah jenis transformer itu? [1 markah] (b) Terangkan bagaimana mentol itu dapat menyala. [2 markah] (c) Apabila bekalan kuasa dihidupkan, mentol itu menyala dengan kecerahan normal. (i) Berapakah nilai voltan output? [1 markah] (ii) Sekiranya bilangan lilitan gegelung primer ialah 24 000, hitung bilangan lilitan gegelung sekunder. [2 markah] (iii) Jika transformer yang sama di 4(c)(ii) digunakan, hitung voltan merentasi gegelung sekunder jika voltan input ialah 300 V. [2 markah] Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 217 16-Jan-23 4:14:16 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
218 Kertas Model SPM (d) Voltan input arus ulang-alik dalam Rajah 4 digantikan dengan voltan input arus terus. Adakah mentol itu akan menyala? [1 markah] 5 Rajah 5 menunjukkan sebuah bekas yang digunakan untuk mengkaji tekanan cecair. Air yang mengalir keluar melalui lubang X dan Y diperhatikan. 5 m h1 h2 X Y B Rajah 5 (a) Apakah maksud tekanan? [1 markah] (b) Perhatikan Rajah 5. (i) Bandingkan kedalaman lubang X dengan Y dari permukaan air. [1 markah] (ii) Bandingkan jarak mengufuk pancutan air dari lubang X dengan Y. [1 markah] (iii) Hubung kaitkan jarak mengufuk di 5(b)(ii) dengan kedalaman lubang. [1 markah] (c) (i) Nyatakan faktor lain yang mempengaruhi tekanan dalam cecair. [1 markah] Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 218 16-Jan-23 4:14:16 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
219 Kertas Model SPM (ii) Hitung tekanan cecair di titik B. [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3] [2 markah] (iii) Apakah yang akan berlaku pada tekanan cecair di titik B jika air digantikan dengan gasolin? [1 markah] (iv) Pengubahsuaian pada bekas itu akan dibuat untuk mengurangkan tekanan di titik B. Cadangkan satu pengubahsuaian supaya kandungan air di dalam bekas itu adalah sama. KBAT Mengaplikasi [1 markah] 6 Seorang budak menjatuhkan seketul batu hiasan ke dalam sebuah akuarium yang mempunyai kedalaman air yang berbeza. Dia mendapati gelombang air dengan jarak berbeza terbentuk di permukaan air seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Zon A Zon B Akuarium Air Rajah 6 (a) (i) Bandingkan kedalaman dua zon di dalam akuarium itu dari permukaan air. [1 markah] Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 219 16-Jan-23 4:14:16 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
220 Kertas Model SPM (ii) Bandingkan panjang gelombang air di dua zon itu. [1 markah] (iii) Hubung kaitkan panjang gelombang bagi gelombang air dengan kedalaman air di dalam akuarium. [1 markah] (iv) Apakah yang akan berlaku pada panjang gelombang jika air digantikan dengan air garam yang berketumpatan 1 030 kg m–3? [1 markah] (b) (i) Seorang ahli geologi menggunakan kaedah seismik untuk mengkaji lapisan tanah bagi menentukan jenis tanah sama ada sesuai untuk dijadikan kawasan pembangunan. Terangkan kaedah yang digunakan. KBAT Menganalisis [3 markah] (ii) Beliau menemukan satu lapisan batuan yang sesuai apabila isyarat yang dihantar dengan halaju 30 m s–1 telah diterima selepas 2 minit. Hitung kedalaman batuan itu dari permukaan tanah. [2 markah] 7 (a) Rajah 7 menunjukkan simbol satu komponen elektrik yang biasa digunakan. Rajah 7 (i) Namakan komponen elektrik itu. [1 markah] Q&A SPM Fizik KM 4th.indd 220 16-Jan-23 4:14:16 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
231 Jawapan Kertas Model SPM Kertas 1 1 B 2 D 3 C 4 B 5 D 6 A 7 D 8 D 9 D 10 A 11 A 12 A 13 A 14 C 15 A 16 A 17 D 18 B 19 C 20 C 21 B 22 B 23 B 24 A 25 C 26 D 27 A 28 B 29 C 30 A 31 B 32 B 33 A 34 A 35 A 36 A 37 B 38 B 39 B 40 C Kertas 2 Bahagian A 1 (a) Daya graviti (b) – Rajah 1.1. – Daya impuls dikurangkan apabila gimnas itu membengkokkan kakinya. (c) Guna lapik pendaratan yang lebih lembut untuk memanjangkan masa impak. 2 (a) Daya yang menentang gerakan suatu objek. (b) F = W sin 30° – 245.25 = mg sin 30° – 245.25 = (50)(9.81) sin 30° – 245.25 = 245.25 – 245.25 = 0 (c) – Pegun – Keseimbangan daya// Kotak berada dalam keseimbangan// Semua daya adalah seimbang 3 (a) Daya graviti di antara dua jasad adalah berkadar terus dengan hasil darab jisim kedua-dua jasad dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak di antara pusat dua jasad itu. (b) r = (6.37 × 106 ) – (2.0 × 103 ) = 6.368 × 106 m g = GM r2 = (6.67 × 10–11)(5.97 × 1024) (6.368 × 106 )2 = 9.82 m s–2 (c) – Sistem imun menjadi lemah – Penglihatan merosot – Tulang menjadi kurang tumpat – Jantung menjadi sukar untuk mengepam darah 4 (a) Transformer injak turun (b) – Apabila arus ulang-alik mengalir dalam gegelung primer, medan magnet terhasil. – Fluks magnet daripada gegelung primer dipautkan kepada gegelung sekunder. – Medan magnet yang berubahubah mengaruh voltan ulangalik merentasi gegelung sekunder. (c) (i) 5 V (ii) NS NP = VS VP NS 24 000 = 5 240 NS = (24 000)(5) 240 = 500 lilitan (iii) VS VP = NS NP VS 300 = 500 24 000 VS = 6.25 V (d) Tidak 5 (a) Daya per unit luas yang bertindak pada satu permukaan (b) (i) Kedalaman lubang Y . kedalaman lubang X (ii) Jarak mengufuk pancutan air dari lubang Y . jarak mengufuk pancutan air dari lubang X Q&A SPM Fizik KM Jawapan 3rd.indd 231 16-Jan-23 4:14:49 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.
232 Jawapan (iii) Semakin dalam lubang, semakin jauh jarak mengufuk pancutan air. (c) (i) Ketumpatan cecair (ii) P = ρgh = (1 000)(9.81)(5) = 49 050 N m–2 (iii) Tekanan cecair di titik B akan berkurang. (iv) Kurangkan ketinggian dan tambahkan diameter tapak 6 (a) (i) Kedalaman zon A . kedalaman zon B (ii) Panjang gelombang air di zon A . panjang gelombang air di zon B (iii) Semakin bertambah kedalaman air, semakin bertambah panjang gelombang. (iv) Berkurang (b) (i) – Kaedah seismik menghantar gelombang bunyi yang dicetuskan dari letupan di permukaan tanah. – Gelombang bunyi melalui lapisan tanah yang berbeza, kemudiannya dipantulkan ke permukaan. – Sela masa di antara gelombang yang dihantar dengan yang diterima direkodkan. (ii) d = 1 2 vt = 1 2(30)(2 × 60) = 1 800 m 7 (a) (i) Kapasitor (ii) Menyimpan dan melepaskan elektrik dalam litar (iii) Proses rektifikasi yang hanya membenarkan separuh kitar bentuk gelombang voltan arus ulang-alik. (b) (i) Tinggi Menghasilkan angin yang laju dan kuat (ii) Kecil Rintangan yang tinggi// Menghasilkan tenaga haba yang tinggi (iii) Mempunyai fius yang sesuai Memutuskan litar apabila arus berlebihan mengalir 8 (a) Arah getaran zarah berserenjang dengan arah perambatan gelombang. (b) 24 Hz Sesaran, s (m) Jarak, d (m) A (c) Gelombang radio// Gelombang mikro// Sinaran inframerah// Cahaya nampak// Sinaran ultraungu//Sinar-X// Sinar gama (d) (i) Lapik dinding dewan dengan bahan yang tebal dan lembut Dapat menyerap bunyi dan menghalang bunyi daripada dipantulkan (ii) Guna dua pembesar suara Supaya bunyi yang koheren dapat dihasilkan untuk interferens membina (iii) Susun tempat duduk penonton di kedudukan antinod Supaya bunyi dapat didengar pada tahap maksimum Bahagian B 9 (a) (i) Jarak di antara titik fokus, F dengan pusat optik, O suatu kanta (ii) Pada pelarasan normal, L = f o + f m 25 = 20 + f m (1) f m = 5 cm (1) Q&A SPM Fizik KM Jawapan 3rd.indd 232 16-Jan-23 4:14:49 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.