Soalan & Skema Jawapan
Bahagian A · Soalan 1 · 4 markah
Rajah 1
Rajah 1 menunjukkan spektrum cahaya tampak.
(a) Nyatakan jenis spektrum cahaya tampak.
(b) Siapakah yang memperkenalkan idea kuantum?
(c) Apakah yang berlaku kepada frekuensi cahaya sekiranya panjang gelombang cahaya bertambah?
(d) Nyatakan hubungan antara frekuensi cahaya dengan tenaga cahaya.
Bahagian A · Soalan 2 · 5 markah
Rajah 2.1
Rajah 2.1 menunjukkan sebuah kereta rosak berjisim $1500\text{ kg}$ ditolak dengan daya $250\text{ N}$ oleh pemandunya. Kereta itu kemudiannya bergerak dengan halaju malar.
(a) Nyatakan daya yang bertindak antara tayar dan jalan raya.
(b)(i) Berapakah daya yang anda nyatakan dalam jawapan 2(a)?
(b)(ii) Lakar satu graf sesaran-masa untuk pergerakan kereta itu pada Rajah 2.2.
(c) Jika daya tolakan pada kereta itu ditambah kepada $320\text{ N}$, hitung pecutan kereta itu.
Bahagian A · Soalan 3 · 6 markah
Rajah 3.1
Rajah 3.1 menunjukkan susunan diod yang tidak lengkap bagi rektifikasi gelombang penuh.
(a) Namakan komponen elektronik, X yang digunakan untuk meratakan arus output litar rektifikasi gelombang penuh.
(b) Terangkan prinsip kerja komponen elektronik di 3.1(a).
(c) Pada Rajah 3.1, lukis kedudukan diod yang betul bagi melengkapkan litar rektifikasi gelombang penuh.
(d) Lakarkan paparan yang terhasil pada skrin osiloskop sinar katod pada Rajah 3.2 setelah litar dalam Rajah 3.1 lengkap.
Bahagian A · Soalan 4 · 9 markah
Rajah 4.1
Rajah 4.1 menunjukkan bandul Barton yang terdiri daripada enam bandul yang diikat pada satu tali mengufuk. Apabila X disesar dan dilepaskan, bandul itu akan berayun pada frekuensi aslinya.
(a) Nyatakan maksud frekuensi asli.
(b) Terangkan bagaimana fenomena resonans berlaku dalam Rajah 4.1.
(c) Rajah 4.2 menunjukkan satu tala bunyi sedang bergetar dan menghasilkan gelombang bunyi.
(c)(i) Berdasarkan Rajah 4.2, tentukan
(i) amplitud getaran tala bunyi
(c)(ii) panjang gelombang bunyi yang dihasilkan.
(c)(iii) laju gelombang yang dihasilkan apabila tala bunyi bergetar dengan frekuensi $440\text{ Hz}$.
Bahagian A · Soalan 5 · 9 markah
Rajah 5.1 & 5.2
Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan sinar cahaya dari udara merambat memasuki blok kaca dan blok intan.
(a) Nyatakan maksud indeks biasan.
(b)(i) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, bandingkan
(i) sudut biasan
(b)(ii) indeks biasan blok
(b)(iii) laju cahaya dalam blok.
(c)(i) Berdasarkan jawapan di 5(b)(i), 5(b)(ii) dan 5(b)(iii), hubungkaitkan
(i) indeks biasan blok dengan sudut biasan
(c)(ii) indeks biasan blok dengan laju cahaya dalam blok.
(d) Rajah 5.3 menunjukkan rajah sinar yang tidak lengkap.
(d) Lengkapkan rajah sinar bagi sinar cahaya yang merambat melalui kedua-dua blok tersebut.
Bahagian A · Soalan 6 · 9 markah
Rajah 6
Rajah 6 menunjukkan aliran udara di bahagian atas dan bahagian bawah sebuah kereta Formula 1 yang sedang bergerak laju.
(a) Nyatakan nama rekabentuk khas yang berada pada bahagian bawah kereta Formula 1 bertujuan memberikan kesan kepada halaju udara.
(b)(i) Berdasarkan Rajah 6, bandingkan
(i) halaju udara di bahagian atas dan bawah kereta
(b)(ii) tekanan yang dikenakan di bahagian atas dan bahagian bawah kereta
(b)(iii) daya di bahagian atas dan bawah kereta.
(c)(i) Berdasarkan jawapan di 6(b)(i), 6(b)(ii) dan 6(b)(iii), hubungkaitkan
(i) beza halaju udara dengan tekanan
(c)(ii) tekanan dengan daya.
(d) Hitung daya bersih ke bawah yang terhasil pada kereta Formula 1 itu jika luas purata keseluruhan permukaan bahagian atas adalah $5.5\text{ m}^2$. Tekanan pada bahagian atas kereta Formula 1 adalah $101.3\text{ kPa}$ dan tekanan pada bahagian bawahnya adalah $99.0\text{ kPa}$.
Bahagian A · Soalan 7 · 9 markah
Rajah 7.1
Rajah 7.1 menunjukkan sebuah batu igneus purba yang telah dijumpai di kaki sebuah gunung. Sewaktu awal pembentukan batu ini, unsur Argon tidak langsung didapati. Unsur Kalium-40 sebagai asas kepada unsur dalam batuan kemudiannya mereput dan perlahan-lahan menjadi gas Argon-40 dan akhirnya terperangkap sebagai unsur baharu dalam batuan tersebut.
(a) Nyatakan maksud bagi keaktifan suatu sampel radioaktif.
(b) Nisbah nukleus Argon-40 kepada Kalium-40 dalam sampel batuan gunung berapi ialah 7: 1. Pada awal pembentukan batuan, tiada unsur Argon yang terperangkap di dalamnya.
Jika Kalium-40 mereput kepada Argon-40 dengan separuh hayat $1\,250$ juta tahun, anggarkan umur batuan tersebut.
(c)(i) Jadual 1 menunjukkan ciri-ciri bagi bahan radioaktif yang digunakan dalam proses pensterilan peralatan perubatan dengan menggunakan sinaran radioaktif.
Berdasarkan Jadual 1, nyatakan kesesuaian ciri-ciri bagi sinaran radioaktif untuk digunakan dalam proses pensterilan peralatan perubatan.
Berikan sebab bagi jawapan anda.
(i) Keadaan jirim
Sebab
(c)(ii) Separuh hayat
(d) Berdasarkan Jadual 1, namakan sinaran radioaktif tersebut.
Bahagian A · Soalan 8 · 9 markah
Rajah 8.1
Rajah 8.1 menunjukkan susunan radas untuk mengkaji kelakuan zarah bercas di dalam suatu medan elektrik.
(a) Nyatakan maksud kekuatan medan elektrik.
(b) Bola polisterina bersalut logam itu telah menyentuh plat selama $0.8\text{ s}$ dan $0.5 \times 10^{-3}\text{ A}$ arus telah mengalir.
Hitung jumlah cas yang telah dipindahkan.
(c) Plat-plat logam dalam Rajah 8.2 disambung ke bekalan Voltan Lampau Tinggi, V.L.T.
Satu medan elektrik antara dua plat logam dihasilkan apabila suis dihidupkan.
(c)(i) Berdasarkan Rajah 8.2, nyatakan kaedah yang sesuai untuk meningkatkan frekuensi ayunan berdasarkan aspek-aspek berikut:
(i) Jarak antara dua plat
Sebab
(c)(ii) (ii) Jisim bola polisterina
Sebab
(c)(iii) (iii) Panjang benang nilon.
Sebeb
Bahagian B · Soalan 9 · 20 markah
Rajah 9.1
Rajah 9.1 menunjukkan satu litar transformer unggul. Diod dalam litar digunakan untuk tujuan rektifikasi.
Petunjuk:
$N_p =$ Bilangan lilitan gegelung primer
$N_s =$ Bilangan lilitan gegelung sekunder
(a)(i) Nyatakan maksud transformer unggul.
(a)(ii) Terangkan prinsip kerja transformer.
(b) Jadual 2 menunjukkan ciri-ciri bagi empat jenis litar transformer, W, X, Y dan Z.
Anda dikehendaki untuk mengkaji ciri-ciri transformer dalam Jadual 2 yang paling sesuai digunakan untuk membina satu alat pengecas bateri $12\text{ V}$.
Terangkan kesesuaian setiap ciri dan tentukan transformer yang paling sesuai.
Berikan sebab-sebab bagi pilihan anda.
(c)(i) Rajah 9.2 menunjukkan sebuah litar yang terdiri daripada sebuah transformer unggul dan sebuah alat elektronik.
(i) Berapakah kuasa input?
(c)(ii) Hitung bilangan lilitan gegelung primer
(c)(iii) Hitung arus dalam litar primer.
Bahagian B · Soalan 10 · 20 markah
Rajah 10.1
Rajah 10.1 menunjukkan seorang pemain badminton masih meneruskan ayunan raket selepas bulu tangkis dipukul. Aksi ini dinamakan "ikut lajak" yang boleh meningkatkan impuls yang bertindak ke atas bulu tangkis.
(a) Nyatakan maksud impuls.
(b) Terangkan bagaimana "ikut lajak" boleh meningkatkan impuls yang bertindak ke atas bulu tangkis.
(c)(i) Sebiji bulu tangkis berjisim $50\text{ g}$ sedang bergerak pada halaju $45\text{ m s}^{-1}$. Seorang pemain memukul bulu tangkis itu dan bergerak dalam arah berlawanan dengan halaju $15\text{ m s}^{-1}$. Masa impak ialah $1.5\text{ s}$.
Hitung,
(i) jisim bulu tangkis dalam unit SI
(c)(ii) impuls yang bertindak ke atas bulu tangkis
(c)(iii) daya impuls yang bertindak ke atas bulu tangkis itu.
(d) Rajah 10.2 menunjukkan sebatang raket badminton yang digunakan dalam pertandingan.
Jadual 3 menunjukkan ciri-ciri bagi raket badminton K, L, M dan N yang boleh digunakan dalam pertandingan berfungsi dengan lebih baik dan tahan lasak.
Anda dikehendaki mengkaji ciri-ciri raket badminton yang sesuai digunakan dalam pertandingan dengan lebih baik dan tahan lasak.
Terangkan kesesuaian setiap ciri dan tentukan raket badminton yang paling sesuai.
Berikan sebab-sebab bagi pilihan anda.
Bahagian C · Soalan 11 · 20 markah
Rajah 11.1
Rajah 11.1 menunjukkan sebuah satelit kaji cuaca sedang mengorbit Bumi pada suatu ketinggian tertentu.
(a) Nyatakan daya yang menyebabkan satelit itu mengorbit bumi.
(b) Nyatakan kesan terhadap satelit jika laju linear satelit itu lebih rendah dan lebih tinggi daripada laju linear yang asal.
(c)(i) Rajah 11.2 menunjukkan dua satelit yang berjisim sama mengelilingi Bumi.
(i) Berdasarkan Rajah 11.2, bandingkan:
- laju linear satelit
- jejari orbit bagi satelit, $r_1$ dan $r_2$,
- tempoh orbit bagi satelit, $T_1$ dan $T_2$.
(c)(ii) nyatakan hubungan antara:
- jejari orbit dengan laju linear satelit,
- jejari orbit dengan tempoh orbit satelit.
(d) Rajah 11.3 menunjukkan sebuah roket dilancarkan ke angkasa lepas bergerak dengan halaju yang lebih rendah daripada halaju lepas Bumi.
Anda dikehendaki mengubah suai roket dalam Rajah 11.3 supaya roket dapat mencapai kelajuan yang lebih tinggi dan dapat sampai ke destinasi yang lebih jauh.
Dengan menggunakan konsep fizik yang sesuai, nyatakan dan terangkan cadangan anda berdasarkan aspek berikut:
- kuasa enjin roket
- jisim roket
- kadar pembakaran bahan api
- ketinggian maksimum yang boleh dicapai
- kuantiti bahan api