Soalan & Skema Jawapan
Bahagian A · Soalan 1 · 4 markah
Rajah 1
Rajah 1 menunjukkan suatu eksperimen yang dijalankan oleh seorang murid. Bulu pelepah dan bola plastik itu dilepaskan secara serentak dan dari ketinggian yang sama.
(a) Nyatakan jenis gerakan yang ditunjukkan oleh bola plastik.
(b) Apakah yang berlaku kepada masa yang diambil oleh bulu pelepah dan bola plastik untuk sampai ke lantai apabila eksperimen ini diulangi dalam bilik vakum?
(c) Bola plastik dilepaskan dari ketinggian 3 m. Hitung halaju akhir bola plastik sebelum mencecah lantai.
Bahagian A · Soalan 2 · 5 markah
Rajah 2
Rajah 2 menunjukkan corak gelombang air yang merambat dari kawasan dalam ke kawasan cetek dalam sebuah tangka riak.
(a) Namakan fenomena gelombang yang ditunjukkan di Rajah 2.
(b)(i) Nyatakan kuantiti fizik yang berubah di kawasan cetek.
(b)(ii) Nyatakan kuantiti fizik yang tidak berubah dalam kawasan cetek.
(c) Gelombang air di kawasan dalam mempunyai laju 8.4 cm s$^{-1}$ dan panjang gelombang 1.2 cm. Panjang gelombang di kawasan cetek ialah 0.8 cm. Hitung laju gelombang di kawasan cetek.
Bahagian A · Soalan 3 · 6 markah
Rajah 3
Rajah 3 menunjukkan sebahagian daripada siri reputan radioaktif bagi nukleus Uranium-238 hingga Radium-226.
(a) Mengapakah reputan nukleus U-238 berlaku?
(b) Berapakah bilangan zarah beta yang dipancarkan sepanjang siri reputan ini?
(c) Reputan alfa yang berlaku apabila Uranium-238 mereput menjadi Thorium-234 adalah seperti berikut:
(c)(i) Hitung cacat jisim yang terlibat.
(c)(ii) Tentukan jisim x dalam unit kg.
Bahagian A · Soalan 4 · 9 markah
Rajah 4.1
Rajah 4.1 menunjukkan suatu corak interferens yang terbentuk di skrin selepas alur elektron melalui plat dwicelah.
(a) Apakah sifat corak interferens yang terbentuk pada skrin dalam Rajah 4.1?
Tandakan ( ✓ ) pada petak untuk jawapan yang betul.
☐ Zarah
☐ Gelombang
(b) Diberi;
Panjang gelombang de Broglie bagi satu elektron ialah 0.45 nm.
Jisim satu elektron adalah $9.11 \times 10^{-31}$ kg.
[Pemalar Planck, h = $6.63 \times 10^{-34}$ J s]
(b)(i) Hitungkan halaju elektron itu.
(b)(ii) Tentukan tenaga kinetik elektron itu.
(c) Alur elektron dalam Rajah 4.1 digantikan dengan alur atom. Adakah interferens boleh terjadi? Terangkan jawapan anda.
(d) Rajah 4.2 menunjukkan imej sel darah merah yang dihasilkan oleh mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.
(d) Mengapa mikroskop elektron berupaya menghasilkan imej yang beresolusi tinggi bagi spesimen kecil berbanding dengan mikroskop cahaya?
Bahagian A · Soalan 5 · 9 markah
Rajah 5.1
Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan bingkai gambar digantung pada sebuah dinding dengan menggunakan tali yang serupa. Setiap tali dapat menampung daya maksimum sebanyak 22 N.
(a) Nyatakan maksud keseimbangan daya
(b) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, bandingkan
(b)(i) sudut di antara tali dan bingkai gambar, Θ
(b)(ii) berat bingkai gambar, W
(b)(iii) tegangan tali, T
(c)(i) Hubungkaitkan sudut di antara tali dan bingkai gambar, θ dengan tegangan tali, T.
(c)(ii) Hubungkaitkan berat bingkai gambar, W dengan tegangan tali, T
(d) Bingkai gambar dalam Rajah 5.1 digantikan dengan bingkai gambar yang baharu. Dalam beberapa saat selepas digantung, didapati tali bingkai gambar telah putus.
(d)(i) Jika berat bingkai gambar ialah 30 N, hitung tegangan tali yang baharu.
(d)(ii) Berdasarkan jawapan dalam 5(d)(i), terangkan mengapa tali bingkai gambar putus.
Bahagian A · Soalan 6 · 9 markah
Rajah 6.1
Rajah 6.1 dan Rajah 6.2 menunjukkan gambar rajah sinar bagi imej yang terbentuk oleh dua cermin cekung yang serupa.
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan panjang fokus cermin sfera?
(b) Berdasarkan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2, bandingkan
(b)(i) panjang fokus bagi cermin
(b)(ii) jarak objek
(b)(iii) jarak imej
(b)(iv) saiz imej
(c) Berdasarkan jawapan anda dalam soalan 6(b), nyatakan hubungan antara jarak objek dengan:
(c)(i) Jarak imej
(c)(ii) Saiz imej
(d) Lengkapkan rajah sinar dalam Rajah 6.3
Bahagian A · Soalan 7 · 9 markah
Rajah 7.1
Rajah 7.1 menunjukkan satu manometer yang digunakan untuk menyukat tekanan gas dalam sebuah tong gas.
(a) Nyatakan satu sebab mengapa merkuri sesuai digunakan dalam manometer itu
(b) Tandakan dengan simbol $P_{atm}$ dan $P_{g}$ dalam petak X dan Y untuk menunjukkan tekanan atmosfera dan tekanan gas.
(c) Hitung tekanan gas dalam Rajah 7.1
[Tekanan atmosfera = 76 cm Hg]
(d) Jadual 1 menunjukkan tiga Sphygmomanometer A, B dan C yang digunakan untuk mengukur tekanan darah seorang pesakit.
(d) Berdasarkan Jadual 1, nyatakan ciri-ciri bagi Sphygmomanometer yang boleh mengukur tekanan darah dengan berkesan.
Beri sebab untuk kesesuaian ciri-ciri itu:
(d)(i) Bebola pengepam
Sebab
(d)(ii) Bahan yang digunakan untuk pergelangan mengembung
Sebab
(d)(iii) Apakah reka bentuk Sphygmomanometer yang paling sesuai untuk digunakan bagi mengukur tekanan darah pesakit?
Bahagian A · Soalan 8 · 9 markah
Rajah 8.1
Rajah 8.1 menunjukkan struktur sebuah roket yang berjisim 78 000 kg yang bergerak dengan momentum yang tinggi.
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan momentum?
(b)(i) Jika roket tersebut bergerak dengan halaju 4 600 m s$^{-1}$, hitung momentum roket tersebut.
(b)(ii) Apakah yang berlaku kepada halaju roket tersebut jika jisimnya bertambah?
(c) Nyatakan ciri-ciri yang sesuai untuk membolehkan roket menghasilkan pecutan yang tinggi dan dapat sampai di Stesen Angkasa Antarabangsa mengikut masa yang ditetapkan. Berikan sebab bagi ciri yang dinyatakan.
(c)(i) Bilangan roket penggalak
Sebab
(c)(ii) Ketumpatan roket
Sebab
(c)(iii) Bentuk roket
Sebab
Bahagian B · Soalan 9 · 20 markah
Rajah 9
Rajah 9 menunjukkan pelancaran sebuah roket ke angkasa lepas. Roket harus mencapai halaju lepas yang tinggi semasa dilancarkan.
(a) Beri definisi bagi halaju lepas.
(b) Nyatakan implikasi halaju lepas yang tinggi semasa pelancaran roket.
(c)(i) Hitung pecutan graviti yang dialami oleh roket semasa pelancaran.
(c)(ii) Apakah yang berlaku kepada magnitud pecutan graviti apabila altitud roket semakin bertambah?
(c)(iii) Hitung halaju lepas yang harus dicapai oleh roket.
(d) Jadual 2 menunjukkan ciri-ciri bagi empat jenis roket P, Q, R dan S yang akan dilancarkan.
| Roket | Jisim roket | Bentuk roket | Saiz ekzos | Bilangan ekzos |
|---|---|---|---|---|
| P | Besar | Aerofil | Besar | 2 |
| Q | Kecil | Aerofil | Kecil | 3 |
| R | Kecil | Aerodinamik | Besar | 3 |
| S | Besar | Aerodinamik | Kecil | 2 |
Anda dikehendaki untuk mengkaji ciri-ciri roket yang boleh menghasilkan halaju lepas yang tinggi semasa pelancaran. Terangkan kesesuaian bagi setiap ciri dan beri sebab bagi pilihan anda.
Bahagian B · Soalan 10 · 20 markah
Rajah 10.1
Rajah 10.1 menunjukkan sebuah litar ringkas sebuah penggera kebakaran. Apabila berlaku kebakaran, penggera akan berbunyi.
(a) Apakah fungsi transistor dalam Rajah 10.1?
(b) Terangkan bagaimana penggera akan berbunyi apabila berlaku kebakaran.
(c) Berdasarkan Rajah 10.1, penggera akan berbunyi jika beza keupayaan antara YZ ialah 0.5 V.
Hitung:
(c)(i) beza keupayaan merentasi XY
(c)(ii) arus yang melalui XZ.
(c)(iii) rintangan termistor
(d) Rajah 10.2 menunjukkan sebuah rumah di pinggir hutan. Tuan rumah ingin memasang semua lampu limpah di sekeliling rumahnya. Lampu limpah tersebut perlu menyala pada waktu malam dan terpadam sendiri pada waktu siang.
(d) Jadual 3 menunjukkan empat litar elektronik W, X, Y dan Z dengan spesifikasi yang berbeza.
Anda dikehendaki menentukan litar elektronik yang paling sesuai untuk menyalakan ketiga-tiga lampu limpah 100 W, 240 V dengan kecerahan normal apabila keadaan persekitaran gelap daripada aspek berikut:
(i) Kedudukan perintang peka cahaya (PPC)
(ii) Penyambungan terminal bateri
(iii) Susunan litar lampu limpah.
(iv) Penggunaan suis geganti dalam litar.
Terangkan kesesuaian aspek-aspek itu dan tentukan litar elektronik yang paling sesuai. Berikan sebab bagi pilihan anda.
Bahagian C · Soalan 11 · 20 markah
Rajah 11.1
Rajah 11.1 dan Rajah 11.2 menunjukkan surihan pada skrin sebuah Osiloskop Sinar Katod (OSK) apabila disambung kepada output sebuah penjana audio yang berbeza frekuensi.
(a) Apakah maksud frekuensi?
(b) Berdasarkan Rajah 11.1 dan Rajah 11.2, bandingkan amplitud gelombang, bilangan gelombang lengkap, dan tempoh ayunan gelombang. Seterusnya, hubungkait bilangan gelombang lengkap dengan tempoh gelombang untuk membuat satu deduksi berkaitan dengan hubungan antara bilangan gelombang lengkap dengan frekuensi gelombang.
(c) Rajah 11.3 menunjukkan satu pembesar suara yang menghasilkan gelombang bunyi di udara.
(c) Terangkan bagaimana gelombang bunyi dipindahkan dari pembesar suara ke gegendang telinga.
(d) Rajah 11.4 menunjukkan satu penghala tanpa wayar.
(d) Anda dikehendaki merekacipta sebuah penghala tanpa wayar dan kaedah pemasangan yang dapat memindahkan data dengan lebih laju dan boleh dicapai oleh peranti tanpa wayar dari jarak yang jauh.
Cadangan anda mestilah merangkumi lokasi penghala tanpa wayar dipasang, jenis gelombang elektromagnet yang digunakan, frekuensi gelombang, ketumpatan bahan yang digunakan dan bilangan antena yang digunakan. Beri sebab bagi pilihan anda.