Soalan & Skema Jawapan
Bahagian A · Soalan 1 · 4 markah
Rajah 1 / Diagram 1
Rajah 1 menunjukkan Bumi mengorbit Matahari.
(a) Nyatakan bentuk orbit dalam Rajah 1.
(b) Nyatakan hukum fizik yang menerangkan bahawa Bumi mencakupi luas yang sama dalam selang masa yang sama semasa bergerak mengelilingi Matahari.
(c) Berdasarkan Rajah 1, selang masa t$_{1}$, t$_{2}$ dan t$_{3}$ adalah sama.
(c)(i) Lengkapkan pernyataan berikut.
Bumi bergerak dengan laju linear yang lebih tinggi dari titik …………… ke titik ………………
(c)(ii) Nyatakan satu sebab bagi jawapan dalam 1(b)(i).
Bahagian A · Soalan 2 · 5 markah
Rajah 2.1 / Diagram 2.1
Rajah 2.1 menunjukkan satu tiub sinar katod ringkas. Katod memancarkan elektron apabila suis P ditutup.
(a) Nyatakan maksud sinar katod.
(b) Rajah 2.2 menunjukkan lintasan sinar katod yang tidak lengkap.
(b)(i) Dalam Rajah 2.2, lengkapkan lintasan sinar katod tersebut dalam medan elektrik.
(b)(ii) Berikan satu sebab bagi jawapan dalam 2(b)(i).
(c) Hitung halaju elektron selepas ia dipecutkan dari katod dalam keadaan pegun ke anod.
Diberi jisim elektron, m = 9.11 × 10$^{-31}$ kg dan cas elektron, e = 1.6 × 10$^{-19}$ C.
Bahagian A · Soalan 3 · 6 markah
Rajah 3 / Diagram 3
Rajah 3 menunjukkan ketulan ais berjisim 80 g dimasukkan ke dalam sebuah mangkuk sup kacang merah yang panas. Haba pendam pelakuran diserap oleh ais semasa proses peleburan.
(a) Nyatakan maksud haba pendam pelakuran.
(b) Beri satu sebab mengapa suhu ais kekal malar semasa proses peleburan.
(c) Hitungkan jumlah tenaga haba yang diserap oleh ketulan ais 80 g untuk melebur sepenuhnya.
[Haba pendam tentu pelakuran, lais = 3.34 × 10$^{5}$ J kg$^{-1}$]
(d) Nyatakan perubahan terhadap masa penyejukan jika ketulan ais digantikan dengan ais hancur. Terangkan jawapan anda.
Bahagian A · Soalan 4 · 9 markah
Rajah 4.1 / Diagram 4.1
Rajah 4.1 menunjukkan satu fotosel yang digunakan untuk mengkaji pancaran elektron daripada permukaan logam.
(a) Nyatakan fenomena fizik yang berlaku dalam eksperimen tersebut.
(b) Apakah fungsi vakum di dalam tiub kaca itu?
(c) Frekuensi cahaya ditingkatkan tetapi keamatan cahaya tidak berubah.
Nyatakan perubahan pada bacaan mikroammeter.
(d) Rajah 4.2 menunjukkan pintu automatik yang menggunakan fotosel.
(d)(i) Hitung tenaga satu foton sinar inframerah dengan panjang gelombang 9.0 μm yang dipancarkan ke arah pengesan sinar.
Diberi laju cahaya, c = 3.0 × 10$^{8}$ m s$^{-1}$ dan Pemalar Planck, h = 6.63 × 10$^{-34}$ J s
(d)(ii) Bilangan foton, n yang dipancarkan sesaat jika kuasa sinar inframerah, P ialah 2.5 W.
(e) Nyatakan satu lagi aplikasi kesan fotoelektrik dalam teknologi hijau.
Bahagian A · Soalan 5 · 9 markah
Rajah 5.1 / Diagram 5.1
Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan kedudukan berbeza satu objek dan imejnya di hadapan sebuah cermin sfera M.
(a) Nyatakan jenis cermin sfera M.
(b) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, bandingkan
(b)(i) jarak objek, u
(b)(ii) jarak imej, v
(b)(iii) pembesaran linear bagi imej yang terbentuk.
(c) Berdasarkan jawapan di 5(b), nyatakan hubungan antara
(c)(i) jarak objek, u dengan jarak imej, v.
(c)(ii) jarak imej, v dengan pembesaran linear bagi imej yang terbentuk.
(d) Panjang fokus cermin sfera M ialah 15 cm.
Jika jarak objek, u ialah 25 cm, hitung jarak imej, v.
(e) Cermin sfera M biasanya digunakan oleh doktor gigi. Nyatakan kedudukan objek yang sesuai supaya doktor gigi dapat melihat imej gigi yang tegak dan dibesarkan.
Bahagian A · Soalan 6 · 9 markah
Rajah 6.1 / Diagram 6.1
Rajah 6.1 dan Rajah 6.2 menunjukkan dua buah reaktor nuklear. Bilangan neutron, n awal untuk tindak balas pelakuran adalah sama.
(a) Nyatakan fungsi rod kawalan di dalam reaktor nuklear.
(b) Berdasarkan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2, bandingkan
(b)(i) kedudukan rod kawalan dalam teras.
(b)(ii) bilangan neutron yang diserap oleh rod kawalan.
(b)(iii) tenaga nuklear yang dihasilkan.
(c) Berdasarkan jawapan di 6(b), hubungkaitkan
(c)(i) kedudukan rod pengawal terendam dengan bilangan neutron yang diserap.
(c)(ii) bilangan neutron yang diserap dengan tenaga nuklear yang dihasilkan.
(d) Hitung tenaga nuklear yang dibebaskan apabila cacat jisim dalam tindak balas tersebut ialah 0.0578 u.j.a.
[Diberi: 1 u.j.a = 1.66 × 10$^{-27}$ kg, laju cahaya, c = 3.00 × 10$^{8}$ m s$^{-1}$]
Bahagian A · Soalan 7 · 9 markah
Rajah 7 / Diagram 7
Rajah 7 menunjukkan aktiviti terjun lelabah. Panjang asal tali untuk terjun lelabah itu adalah 20 m. Penerjun akan mengalami jatuh bebas pada awal terjunan. Halaju penerjun akan berkurang sebaik sahaja tali mula meregang.
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan jatuh bebas?
(b)(i) Hitung halaju maksimum penerjun itu sejurus sebelum tali terjun lelabah itu mula meregang.
(b)(ii) Nyatakan perubahan tenaga yang dialami oleh penerjun itu sejurus sebelum tali terjun lelabah itu mula meregang.
(c) Jadual 1 menunjukkan panjang tali bungee dan posisi badan penerjun semasa terjunan.
(c) Berdasarkan Jadual 1, nyatakan ciri yang sesuai untuk mencapai kelajuan yang paling tinggi semasa terjunan melalui udara.
(c)(i) Panjang tali terjun lelabah
Sebab
(c)(ii) Posisi badan semasa terjunan
Sebab
(d) Berdasarkan jawapan di 7(c), pilih pilihan yang paling sesuai.
Bahagian A · Soalan 8 · 9 markah
Rajah 8.1 / Diagram 8.1
Rajah 8.1 menunjukkan satu mentol 36 W, 18 V disambungkan ke terminal output sebuah transformer unggul. Mentol tersebut menyala dengan kecerahan normal.
(a) Nyatakan maksud transformer unggul.
(b) Hitungkan arus yang mengalir dalam gegelung sekunder.
(c) Rajah 8.2 menunjukkan sebuah pengecas telefon yang mengandungi sebuah transformer untuk menurunkan voltan input 240 V kepada voltan output 6 V.
(c) Pengecas telefon tersebut cepat menjadi panas dan tidak dapat mengecas telefon sepenuhmya dalam tempoh masa yang singkat.
Cadangkan pengubahsuaian yang perlu dilakukan pada pengecas itu supaya ia dapat mengecas telefon pintar dengan lebih cepat dan tidak mudah panas.
Berikan sebab untuk setiap cadangan anda
(c)(i) Ketebalan dawai gegelung
Sebab
(c)(ii) Jenis teras
Sebab
(c)(iii) Susunan gegelung primer dan gegelung sekunder
Sebab
Bahagian B · Soalan 9 · 20 markah
Rajah 9 / Diagram 9
Rajah 9 menunjukkan seorang penyelam ternampak seekor burung terbang di langit apabila naik ke permukaan air.
(a) Nyatakan fenomena cahaya yang berlaku.
(b) Kedudukan burung dalam Rajah 9 kelihatan lebih tinggi berbanding kedudukan sebenarnya dari sudut pandangan penyelam. Terangkan bagaimana perkara ini berlaku.
(c) Satu alur cahaya merambat masuk dari air ke kaca pada sudut tuju 25°.
Diberi indeks biasan kaca dan air masing-masing ialah 1.65 dan 1.33.
Hitung
(c)(i) sudut biasan di dalam kaca.
(c)(ii) laju cahaya di dalam kaca tersebut.
(d) Anda dikehendaki untuk menyiasat ciri-ciri kamera yang digunakan untuk mengambil gambar hidupan liar di laut dalam. Jadual 2 menunjukkan spesifikasi bagi empat jenis kamera J, K, L, dan M.
| Kamera | Indeks biasan kanta | Bahan kanta | Saiz kanta | Peralatan tambahan |
|---|---|---|---|---|
| J | 1.65 | Kaca | Kecil | Penapis warna |
| K | 1.49 | Plastik | Besar | Lampu LED |
| L | 1.65 | Kaca | Besar | Lampu LED |
| M | 1.49 | Plastik | Kecil | Penapis warna |
Kaji spesifikasi tersebut dan tentukan kamera yang paling sesuai digunakan untuk merakam imej yang jelas di laut dalam. Berikan sebab untuk pilihan anda.
Bahagian B · Soalan 10 · 20 markah
Rajah 10.1 / Diagram 10.1
Rajah 10.1 menunjukkan sebuah kapal terbang yang sedang berlepas dari landasan.
(a) Nyatakan prinsip fizik yang terlibat dalam situasi di atas.
(b) Terangkan bagaimana mengangkat kapal terbang naik ke udara dari landasan.
(c) Kapal terbang dalam Rajah 10.1 berjisim 2.4 × 10$^{4}$ kg. Jumlah luas permukaan sayapnya ialah 330 m$^{2}$.
(c)(i) Kapal terbang itu memecut secara seragam dari pegun dengan 3.0 m s$^{-2}$ selama 25 s di landasan sebelum berlepas.
Hitung sesaran kapal terbang itu sebelum berlepas.
(c)(ii) Kapal terbang tersebut terbang pada ketinggian tetap dengan halaju seragam.
Hitung perbezaan tekanan antara permukaan atas dan bawah sayap kapal terbang.
(d) Rajah 10.2 menunjukkan empat buah kereta lumba P, Q, R dan S dengan spesifikasi yang berbeza.
(d) Anda dikehendaki menentukan ciri-ciri yang sesuai untuk kereta lumba yang paling pantas dan paling selamat untuk memenangi acara perlumbaan kereta. Terangkan kesesuaian untuk setiap spesifikasi dan tentukan kerreta lumba yang paling sesuai.
Beri sebab-sebab bagi pilihan anda.
Bahagian C · Soalan 11 · 20 markah
Rajah 11.1 / Diagram 11.1
Rajah 11.1 menunjukkan sebuah litar elektrik yang digunakan untuk menyiasat hubungan antara rintangan, R dan nilai s.w.g. bagi suatu dawai konstantan.
(a) Nyatakan maksud rintangan.
(b)(i) Berdasarkan Rajah 11.1 dan Rajah 11.2, bandingkan nilai s.w.g., bacaan voltmeter dan rintangan dawai konstantan.
(b)(ii) Nyatakan hubungan antara nilai s.w.g. dan bacaan voltmeter. Seterusnya deduksikan hubungan antara bacaan voltmeter dan rintangan dawai.
(c) Rajah 11.3 menunjukkan sebiji mentol berfilamen.
(c) Terangkan mengapa filamen berbentuk gegelung seperti dalam Rajah 11.3 akan menghasilkan lebih banyak cahaya.
(d) Rajah 11.4 menunjukkan sebuah penggoreng udara.
(d) Sebagai seorang jurutera, anda dikehendaki untuk mengubah suai sebuah penggoreng udara di dalam Rajah 11.4 supaya ia dapat memasak lebih banyak makanan dengan lebih cepat dan lebih selamat.
Dengan menggunakan konsep fizik yang sesuai, nyatakan dan terangkan cadangan anda berdasarkan aspek berikut:
- Ciri-ciri elemen pemanas
- Bahan pemegang
- Saiz bakul
- Ciri-ciri bilah kipas
- Sebarang komponen keselamatan tambahan