Soalan & Skema Jawapan
Bahagian A · Soalan 1 · 4 markah
Rajah 1
Rajah 1 menunjukkan sebuah kapal angkasa yang dilancarkan menggunakan roket dari tapak pelancaran. Pelancaran roket tersebut mematuhi prinsip keabadian momentum.
(a) Nyatakan maksud prinsip keabadian momentum?
(b) Nyatakan Hukum fizik yang terlibat dalam pelancaran roket di dalam Rajah 1.
(c) Terangkan bagaimana roket itu dapat dilancarkan.
Bahagian A · Soalan 2 · 5 markah
Rajah 2
Rajah 2 menunjukkan satu litar elektrik. Satu mentol disambung selari dengan voltmeter. Apabila suis dimatikan, bacaan ammeter dalam litar ialah 1.5 A.
(a) Nyatakan fungsi ammeter dalam Rajah 2.
(b) Hitungkan rintangan berkesan dalam litar ketika suis S dimatikan.
(c) Apakah yang akan berlaku kepada bacaan voltmeter apabila suis S dihidupkan, Terangkan.
Bahagian A · Soalan 3 · 6 markah
Rajah 3.1
Rajah 3.1 menunjukkan kedudukan Bumi dan Stesen Angkasa Antarabangsa.
Daya graviti yang bertindak antara Bumi dan Stesen Angkasa Antarabangsa diterangkan oleh Hukum Kegravitian Semesta Newton.
(a) Nyatakan Hukum Kegravitian Semesta Newton.
(b) Diberikan, Pemalar kegravitian, G = 6.67 x 10$^{-11}$ N m$^{2}$ kg$^{-2}$
Jejari Bumi = 6.37 x 10$^{6}$ m
Jisim Bumi = 5.97 x 10$^{24}$ kg
Jisim Stesen Angkasa Antarabangsa = 4.19 x 10$^{4}$ kg
Berdasarkan Rajah 3.1, hitung daya graviti antara Bumi dan Stesen Angkasa Antarabangsa pada ketinggian tersebut.
(c) Rajah 3.2 menunjukkan sebuah planet mengelilingi Matahari. Masa yang diambil untuk planet bergerak dari A ke B adalah sama dari C ke D.
(c) Berdasarkan Rajah 3.2, terangkan mengapa laju linear planet berubah apabila ia mengorbit Matahari.
Bahagian A · Soalan 4 · 9 markah
Rajah 4
Rajah 4 menunjukkan sebuah transformer ringkas.
(a)(i) Namakan jenis transformer dalam Rajah 4.
(a)(ii) Terangkan bagaimana voltan output dihasilkan pada gegelung sekunder itu.
(b) Transformer dalam Rajah 4 digunakan untuk menghidupkan sebuah alat elektrik. Arus yang mengalir dalam gegelung primer ialah 0.1 A dan kecekapannya ialah 80%.
Hitungkan:
(b)(i) nisbah bilangan lilitan gegelung primer kepada bilangan lilitan gegelung sekunder.
(b)(ii) kuasa output transformer
(b)(iii) arus yang mengalir dalam gegelung sekunder.
(c) Nyatakan satu faktor yang menyebabkan kehilangan tenaga dalam transformer.
Bahagian A · Soalan 5 · 9 markah
Rajah 5.1
Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan periuk tanah liat dan periuk kuprum dipanaskan di atas dapur aruhan dengan kuasa yang sama selama 2 minit.
(a) Nyatakan maksud muatan haba tentu?
(b) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, bandingkan
(b)(i) muatan haba tentu, c.
(b)(ii) tenaga haba yang dibekalkan.
(b)(iii) kenaikan suhu.
(c) Nyatakan hubungan antara muatan haba tentu, c dengan kenaikan suhu.
(d) Jika kuasa dapur aruhan ialah 2 kW, hitung kenaikan suhu bagi periuk tanah liat.
[Jisim periuk tanah liat = 1.5 kg]
(e) Apakah yang berlaku kepada kenaikan suhu periuk tanah liat sekiranya jisimnya bertambah?
Bahagian A · Soalan 6 · 9 markah
Rajah 6.1
Rajah 6.1 menunjukkan struktur dalam sebuah reaktor nuklear. Proses pembelahan nukleus berlaku untuk menghasilkan tenaga nuklear.
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan pembelahan nukleus?
(b) Terangkan bagaimana rod pengawal mengawal kadar tindak balas.
(c) Satu tindak balas nuklear diwakili oleh persamaan berikut:
$^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n \rightarrow ^{141}_{55}Cs + ^{93}_{37}Rb + 2^{1}_{0}n + \text{tenaga}$
Cacat jisim dalam tindak balas ini adalah 0.19585 u. Hitungkan tenaga yang dibebaskan oleh tindak balas tersebut.
(d) Rajah 6.2 dan Rajah 6.3 menunjukkan persamaan tindak balas pembelahan nukleus dan persamaan tindak balas pelakuran nukleus.
| | Pembelahan nukleus — Sebelum tindak balas | Pembelahan nukleus — Selepas tindak balas |
|---|---|---|
| Persamaan | $^{239}_{94}Pu + ^{1}_{0}n$ | $^{145}_{56}Ba + ^{93}_{38}Sr + 2^{1}_{0}n$ |
| Jumlah jisim atom | 240.061 | 239.858 |
Rajah 6.2
| | Pelakuran nukleus — Sebelum tindak balas | Pelakuran nukleus — Selepas tindak balas |
|---|---|---|
| Persamaan | $^{2}_{1}H + ^{3}_{1}H$ | $^{4}_{2}He + ^{1}_{0}n$ |
| Jumlah jisim atom | 5.030 | 5.010 |
Rajah 6.3
Berdasarkan Rajah 6.2 dan Rajah 6.3, bandingkan tindak balas pembelahan dan pelakuran nukleus
(d)(i) Jumlah jisim atom sebelum tindak balas
(d)(ii) Jumlah jisim atom selepas tindak balas
(d)(iii) Cacat jisim atom
(d)(iv) Tenaga nuklear
(e) Berdasarkan jawapan di 6(d), nyatakan hubungan antara cacat jisim dan tenaga nuklear dalam tindak balas tersebut.
Bahagian A · Soalan 7 · 9 markah
Rajah 7
Rajah 7 menunjukan suatu sistem hidraulik yang digunakan untuk menaikkan kereta di sebuah bengkel.
(a) Nyatakan prinsip Fizik yang terlibat.
(b) Satu daya 50 N bertindak ke atas omboh kecil apabila pemegang ditolak ke bawah. Luas keratan rentas omboh input yang disambung kepada pemegang dan luas keratan rentas omboh output untuk mengangkat kereta masing-masing 0.04 m$^{2}$ dan 0.8 m$^{2}$.
(b)(i) Hitung tekanan yang bertindak ke atas cecair hidraulik dalam hidraulik sistem itu.
(b)(ii) Hitung daya yang dihasilkan pada omboh besar itu.
(c) Jadual 7 menunjukkan ciri-ciri bagi tiga jenis jek hidraulik.
| Jenis jek hidraulik | Faktor penggandaan | Bendalir digunakan |
|---|---|---|
| K | 12 | Minyak |
| L | 13 | Minyak |
| M | 12 | Air |
Jadual 7
Berdasarkan Jadual 7, pilih dan nyatakan ciri-ciri yang terbaik bagi jek hidraulik yang mampu mengangkat kenderaan yang lebih berat dan lebih cekap.
(c)(i) Faktor penggandaan
Sebab;
(c)(ii) Jenis bendalir yang digunakan
Sebab;
(d) Berdasarkan jawapan anda dalam 7(c)(i) dan 7(c)(ii), tentukan jek haudraulik yang boleh menampung berat yang lebih besar dan lebih cekap.
Bahagian A · Soalan 8 · 9 markah
Rajah 8.1
Rajah 8.1 menunjukkan litar bagi menunjukkan kesan fotoelektrik. Frekuensi foton cahaya yang digunakan melebihi frekuensi ambang logam.
(a) Nyatakan maksud frekuensi ambang.
(b) Jika fungsi kerja logam itu ialah 1.632 x 10$^{-19}$ J, berapakah frekuensi ambang cahaya yang diperlukan untuk memancarkan fotoelektron?
[h = 6.63 x 10$^{-34}$ Js]
(c) Rajah 8.2 menunjukkan lampu jalan yang menggunakan sel suria sebagai sumber tenaga.
(c) Lampu jalan tersebut tidak cukup terang untuk menerangi Kawasan itu terutamanya pada waktu mendung.
Cadangkan pengubahsuaian yang perlu dilakukan pada panel suria dalam Rajah 8.2 untuk meningkatkan kecekapannya.
Berikan alasan untuk jawapan anda.
(c)(i) Bahan katod sel suria
sebab
(c)(ii) Kapasiti bateri
sebab
(c)(iii) Saiz panel suria
sebab
Bahagian B · Soalan 9 · 20 markah
Rajah 9.1
Rajah 9.1 menunjukkan corak gelombang bagi gelombang air selepas melalui satu celah.
(a) Namakan fenomena gelombang yang terlibat.
(b) Berdasarkan Rajah 9.1, nyatakan apakah yang berlaku kepada ampitud dan laju gelombang air selepas melalui celah tersebut dan terangkan
(c) Rajah 9.2 menunjukkan sebuah menara pemancar gelombang yang digunakan untuk tujuan rangkaian telefon bimbit.
(c) Jadual 9 menunjukkan spesifikasi bagi empat sistem pemancar W, X, Y dan Z yang dicadangkan untuk menara pemancar gelombang dalam Rajah 9.2.
| Sistem Pemancar | Jenis gelombang | Frekuensi gelombang | Lokasi menara pemancar | Bilangan antenna |
|---|---|---|---|---|
| W | Gelombang Radio | Tinggi | Paras Laut | Kurang |
| X | Gelombang Mikro | Tinggi | Atas bukit | Banyak |
| Y | Gelombang Mikro | Rendah | Paras laut | Banyak |
| Z | Gelombang Radio | Rendah | Atas bukit | Banyak |
Jadual 9
Anda dikehendaki untuk mengkaji ciri-ciri sistem pemancar dalam Jadual 9. Jelaskan kesesuaian setiap ciri sistem pemancar tersebut. Tentukan sistem pemancar yang paling sesuai untuk rangkaian yang meluas dan berkesan.
(d) Rajah 9.3 menunjukkan menara pemancar memancarkan isyarat komunikasi ke telefon bimbit disebuah rumah. Laju gelombang yang dipancarkan ialah v = 3 × 10$^{8}$ m s$^{-1}$.
(d)(i) Hitungkan panjang gelombang, jika frekuensi gelombang tersebut ialah 4 × 10$^{8}$ Hz.
(d)(ii) Menggunakan formula $v = \frac{d}{t}$, hitungkan jarak antara menara dengan rumah.
[masa pancaran, t = 5 μs]
Bahagian B · Soalan 10 · 20 markah
Rajah 10.1
Rajah 10.1 menunjukkan sebuah cermin dapur solar yang digunakan untuk memasak dengan menggunakan tenaga solar.
(a) Apakah fenomena yang terlibat untuk penghasilan haba oleh dapur solar?
(b)(i) Salin Rajah 10.2 dan lengkapkan Rajah sinar bagi cermin dapur solar yang digunakan. Tunjukkan di mana imej terbentuk.
(b)(ii) Nyatakan satu ciri bagi imej tersebut.
(c) Syarikat anda diberikan satu projek untuk memasang cermin keselamatan jalan raya di sepanjang jalan sebuah taman perumahan yang sibuk. Jadual 10.1 menunjukkan spesifikasi empat cermin keselamatan jalan raya K, L, M dan N.
| Cermin keselamatan jalan | Jenis cermin melengkung | Diameter cermin melengkung | Kedudukan cermin | Bahan salutan pemantul |
|---|---|---|---|---|
| K | Cembung | Kecil | Rendah | Pemantul lemah |
| L | Cekung | Besar | Tinggi | Pemantul kuat |
| M | Cembung | Besar | Tinggi | Pemantul kuat |
| N | Cekung | Kecil | Rendah | Pemantul lemah |
Jadual 10.1
Kaji spesifikasi dan justifikasi setiap aspek. Pilih cermin keselamatan jalan yang paling sesuai. Anda perlu menyakinkan pelanggan dengan memberi mereka alasan mengapa mereka harus memilih cermin keselamatan jalan yang dicadangkan.
(d) Rajah 10.3 menunjukkan sebuah cermin keselamatan dalam sebuah kedai pakaian.
(d)(i) Jelaskan bagaimana imej boleh terbentuk oleh cermin tersebut.
(d)(ii) Sekiranya jenis cermin keselamatan itu digantikan dengan satu cermin cekung, apakah perubahan yang akan berlaku sekiranya kedudukan objek lebih besar dari panjang fokus, f ?
Bahagian C · Soalan 11 · 20 markah
Rajah 11.1
Rajah 11.1 dan Rajah 11.2 menunjukkan dua litar elektrik yang mengandungi diod semikonduktor.
(a) Nyatakan fungsi diod?
(b) Menggunakan Rajah 11.1 dan Rajah 11.2,
(b)(i) bandingkan jenis sambungan diod, pengaliran arus dan nyalaan mentol.
(b)(ii) hubungkait jenis sambungan diod dengan pengaliran arus dan jenis sambungan diod dengan nyalaan mentol.
(c) Rajah 11.3 menunjukkan sebuah litar diod semikonduktor dengan menggabungkan bahan semikonduktor jenis-n dan jenis-p.
(c) Apakah yang terjadi kepada bacaan miliammeter apabila suis S dihidupkan? Terangkan jawapan anda berdasarkan pergerakan lohong dan elektron, perubahan pada lapisan susutan dan perubahan voltan simpang
(d) Rajah 11.4 menunjukkan sebuah litar alat pengecas bateri yang belum lengkap yang menggunakan punca bekalan kuasa 240 V a.u bagi mengecas bateri sebuah telefon bimbit 5 V a.t.
(d) Berdasarkan Rajah 11.4, anda dikehendaki menyatakan nama dan sebab bagi perkara-perkara berikut:
- komponen elektrik dalam Kotak 1
- komponen elektronik Kotak 2, 3, 4 dan 5
- sambungan litar bagi komponen-komponen elektronik dalam Kotak 2, 3, 4 dan 5
- komponen elektronik dalam Kotak 6
- komponen elektronik dalam Kotak 7