soal spmb fisika

FISIKA



1. Sebuah bola bermassa 0,2 kg diikat dengan tali sepanjang 0,5 m kemudian diputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan dalam bidang vertikal. Jika pada saat mencapai titik terendah laju bola adalah 5 ms-1, maka tegangan talinya pada saat itu besarnya ……….
(A) 2 N
(B) 8 N
(C) 10 N
(D) 12 N
(E) 18 N

(RAYON A)

Jawab : D
Pembahasan :

T



V

W

Dalam gerak melingkar berlaku :


2. T1 T1 T2 T2
A B C F

Licin

Balok A, B dan C terletak di bidang mendatar yang licin. Jika massa A = 5 kg, massa B = 3 kg, massa C = 2 kg, dan F = 10 N, maka perbandingan besarnya tegangan tali antara A dan B dengan besarnya tali antara B dan C adalah ……….
(A) 5 : 3
(B) 8 : 5
(C) 1 : 1
(D) 5 : 8
(E) 3 : 5

(RAYON B)





Jawab : D
Pembahasan :



3. Dari keadaan diam, benda tegar melakukan gerak rotasi dengan percepatan sudut 15 rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut, berjarak 10 cm dari sumbu putar. Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon, A mengalami percepatan total (dalam m/s2) sebesar …………
(A) 1,5
(B) 2,1
(C) 3,6
(D) 3,9
(E) 5,1

(RAYON A, B, C)

Jawab : D
Pembahasan : at

as





4. Dua buah kapal layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan mengadakan lomba. Massa kapal A = m dan massa kapal B = 2m, sedangkan gaya gesekan dapat diabaikan. Jarak yang ditempuh sebesar S dan lintasannya berupa garis lurus. Pada saat berangkat (start) dan sampai garis finish, kedua kapal layar memperoleh gaya angin sebesar F. Jika energi kinetik kapal A dan kapal B pada saat di garis finish berturut-turut besarnya Eka dan Ekb maka pernyataan di bawah ini yang benar adalah …….
(A) Eka = Ekb
(B) Eka > Ekb
(C) Eka = 2Ekb
(D) Eka < Ekb (E) Eka = 0,5Ekb (RAYON C) Jawab : A Pembahasan : Sehingga : EKA = EKB 5. Pada gambar di bawah, G adalah generator 1000 W yang digerakkan dengan kincir air. Generator hanya menerima energi sebesar 80% dari energi kincir air. Jika generator dapat bekerja normal, debit air yang sampai ke kincir adalah ………….. (A) 12,5 L/s (B) 25 L/s air waduk (C) 27,5 L/s air (D) 125 L/s 10 m (E) 250 L/s G (RAYON B) Jawab : A Pembahasan : 80% E air = E listrik 0,8 mgh = p.t 0,8 .v.g.h = p.t 6. Sebuah balok mula-mula diam, lalu ditarik dengan gaya T ke atas sejajar dengan bidang miring (lihat gambar). Massa balok 10 kg, koefisien gesekan s=0,5 dan k=0,1, tg=3/4. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, besar gaya T haruslah ……. (E) 100 N T (F) 75 N (C) 50 N (D) 40 N (E) 10 N  (RAYON C) N Jawab : A Pembahasan : T Gaya-gaya yang bekerja pada benda : W sin f ges W W cos • Dari gambar terlihat : N = W cos  = 100.4/5 = 80 Newton • Ketika benda akan tepat bergerak : T = W sin  + fges = 100.3/5 + s.N = 100.3/5 + 0,5.80 = 60 + 40 = 100 Newton 7. Seorang astronot melayang dalam kapal angkasa yang sedang mengitari bumi, karena pada posisi itu …………… (1) gaya gravitasi bumi pada astronot nol (2) gaya gravitasi bumi dan bulan pada astronot di orbit itu saling meniadakan (3) gaya gravitasi bumi dan Archimedes saling meniadakan (4) gaya gravitasi bumi pada astronot dan kapal angkasa bertindak sebagai gaya sentripetal yang saling meniadakan (RAYON A) Jawab : D Pembahasan : Astronot melayang dalam kapal angkasa yang sedang mengitari bumi karena danya gaya sentripetal yang berasal dari berat astronot sendiri. Kecepatan astronot sama dengan kecepatan kapal angkasa relatif terhadap bumi. 8. Jika kedua buah benda mempunyai momentum sama tetapi massanya berbeda, maka benda yang massanya lebih besar mempunyai energi kinetik lebih besar. SEBAB Energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan massanya dan berbanding terbalik dengan momentum. (RAYON C) Jawab : E Pembahasan : P = m.V dan EK = ½ mv2 Hubungan P dan EK : Karena momentumnya sama maka energi kinetiknya akan besar jika massanya kecil dan sebaliknya. 9. Percepatan gravitasi bumi di daerah kutub lebih besar daripada daerah khatulistiwa. SEBAB Bumi berotasi pada sumbu putar melalui kedua kutubnya. (RAYON C) Jawab : A Pembahasan : Percepatan gravitasi : g = Harga percepatan gravitasi bumi di daerah kutub lebih besar daripada di daerah khatulistiwa sebab bumi pepat di kedua kutubnya dan menggembung di khatulistiwa (Rdi kutub < Rdi khatulistiwa). Hal ini sebagai akibat adanya rotasi bumi pada porosnya. 10. Seorang pelajar yang massanya 50 kg, bergantung pada ujung sebuah pegas, sehingga pegas bertambah panjang 10 cm. Dengan demikian tetapan pegas bernilai …………………… (A) 500 N/m (B) 5 N/m (C) 50 N/m (D) 20 N/m (E) 5000 N/m (RAYON A) Jawab : E Pembahasan : F = k.y m.g = k.y K 11. Dua buah sistem massa pegas A dan B bergetar pada frekuensi fA dan fB. Bila fA = 2 fB dan tetapan pegas kedua sistem dianggap sama, maka kedua massa mA dan mB memenuhi hubungan ………… (A) (B) (C) (D) (E) (RAYON C) Jawab : A Pembahasan : 12. Suatu sistem resonansi mempunyai frekuensi dasar sebesar 100 Hz. Bila diketahui bahwa 300 Hz dan 500 Hz merupakan nilai-nilai frekuensi berikutnya yang menghasilkan resonansi maka dapat dikatakan bahwa sistem tersebut adalah ………… (1) tabung yang terbuka kedua ujungnya (2) pipa yang tertutup salah satu ujungnya dan terbuka ujungnya yang lain (3) tali bergetar yang terikat kedua ujungnya (4) tali bergetar yang hanya satu ujungnya terikat (RAYON C) Jawab : C Pembahasan : Frekwensi nada yang dihasilkan pipa organa tertutup dan tali yang salah satu ujungnya terikat adalah : , n = 0, 1, 2, 3, ….. f0 : f1 : f2 : …. = 1 : 3 : 5 : ….. Frekwensi nada yang dihasilkan pipa organa terbuka dan tali yang kedua ujungnya terikat : , n = 0, 1, 2, 3, ….. f0 : f1 : f2 : …. = 1 : 2 : 3 : ….. 13. Frekuensi bunyi dari suatu sumber bunyi oleh seorang pendengar akan terdengar ……………. (1) bertambah, jika sumber dan pendengar bergerak searah dengan pendengar di depan, dan kelajuan sumber lebih besar daripada kelajuan pendengar (2) bertambah, jika sumber diam dan pendengar mendekati sumber (3) berkurang, jika pendengar diam dan sumber bunyi menjauhi pendengar (4) tetap, jika sumber bunyi dan pendengar diam tetapi medium bergerak relatif menuju pendengar (RAYON A) Jawab : E Pembahasan : 14. Kecepatan rambat gelombang dalam dawai tegang dari bahan tertentu dapat diperbesar dengan …………… (1) memperpendek dawai (2) memperkecil massa dawai per satu panjang (3) memperbesar luas penampang dawai (4) memperbesar tegangan dawai (RAYON B) Jawab : C Pembahasan : Cepat rambat gelombang pada dawai yang ditegangkan : 15. Dua tabung diisi dengan gas berbeda tetapi keduanya berada pada suhu yang sama. Diketahui MA dan MB adalah berat molekul kedua gas itu. Dengan demikian besar momentum rata-rata molekul kedua gas yaitu PA dan PB akan berkaitan satu sama lain menurut rumus ……………. (A) PA = PB (B) (C) (D) (E) (RAYON A) Jawab : B Pembahasan : Maka berlaku : 16. Diketahui volume tabung B dua kali volume tabung A, keduanya terisi gas ideal. Volume tabung penghubung dapat diabaikan. Gas A berada pada suhu 300 K. Bila jumlah molekul dalam A adalah N dan jumlah molekul dalam B adalah 3 N, maka suhu gas dalam B adalah …………. (A) 150 K (B) 200 K B A (C) 300 K (D) 450 K (E) 600 K 3 N N (RAYON B) 300 K Jawab : B Pembahasan : Persamaan gas ideal : P.V = N.K.T atau P.V = n.R.T Karena P dan K = konstan, maka : 17. Satu mole gas ideal menempati suatu silinder perpengisap tanpa gesekan, mula-mula mempunyai suhu T. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sehingga volumenya menjadi 4 kali lebih besar. Bila R adalah tetapan gas universal, maka besarnya usaha yang telah dilakukan oleh gas untuk menaikkan volumenya tadi adalah ………….. (A) (B) (C) 6 RT (D) 4 RT (E) 3 RT (RAYON C) Jawab : E Pembahasan : P konstan  Isobarik P.V = n.R.T  W = P . V = n . R . T = 1 . R . (4T – T) = R . 3T = 3 RT 18. Planet A dan B masing-masing berjarak rata-rata sebesar p dan q terhadap matahari. Planet A mengutari dengan periode T. Jika p = 4 q maka B mengitari matahari dengan periode …………… (A) (B) (C) (D) (E) (RAYON A & B) Jawab : C Pembahasan : Hukum Keppler III : 19. Titik dekat mata seorang siswa terletak pada jarak 120 cm di depan mata. Untuk melihat dengan jelas suatu benda yang berjarak 30 cm di depan mata, kekuatan lensa kaca mata yang harus dipakai berkekuatan ………… (dalam dioptri) (A) -5 (B) -4,16 (C) -2,5 (D) 2,5 (E) 4,16 (RAYON B) Jawab : D Pembahasan : P 20. Seorang siswa berpenglihatan normal (jarak baca minimumnya 25 cm) mengamati benda kecil melalui lup dengan berakomodasi maksimum. Jika benda itu 10 cm di depan lup maka ……….. (1) jarak fokus lensa lup adalah cm (2) kekuatan lensa lup adalah 6 dioptri (3) perbesaran bayangan yang terjadi 2,5 kali (4) perbesaran bayangan menjadi 2 kali dibandingkan dengan pengamatan tanpa berakomodasi (RAYON A) Jawab : A Pembahasan : • Perbesaran Lup : M = • Perbesaran Lup untuk mata yang berakomodasi maksimum : • Kekuatan lensa lup : • Perbesaran lup untuk mata yang tak berakomodasi : 21. Seberkas sinar datang ke bidang batas antara dua medium, dibiaskan dari medium yang indeks biasnya n1 ke medium yang indeks biasnya n2, sudut datang sinar 1 dan sudut biasnya 2. Bila kecepatan cahaya dalam 1 adalah V1 dan dalam medium 2 adalah V2, maka …………. (1) n1 : n2 = V2 : V1 (2) sin 1 : sin2 = n1 : n2 (3) pemantulan sempurna dapat terjadi bila n1 > n2
(4) jika n1 > n2 maka 2 maksimum mencapai 900

(RAYON C)

Jawab : A
Pembahasan :
Ada 2 kemungkinan jalannya sinar pada pembiasan ini :

1 1
n1 n1

n2 2 n2 2



Hukum Snellius untuk pembiasan :
nt . sin 1 = n2 . sin 2 atau nt . V1 = n2 . V2
nt : n2 = sin 2 : sin 1 nt : n2 = V2 : V1

Syarat terjadi pemnatulan sempurna :
• nt > n2 (sinar merambat dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat)
• Sudut pandang > Sudut batas
Dari persamaan nt . sin 1 = n2 . sin 2
sin 2 =

Jika  = 900 sedangkan

22. Suatu rangkaian seri R-L-C dipasang tegangan listrik bolak-balik yang nilai efektifnya 100 V dan frekuensinya 60 Hz. Bila R = 10 ohm, L = 26,5 mH dan C = 106 F maka beda potensial (tegangan) dalam volt antara ujung-ujung L adalah :
(A) 5,56
(B) 100
(C) 55,6
(D) 556
(E) 60

(RAYON A)

Jawab : C
Pembahasan :
R L C
= 2 . 3,14 . 60 . 26,5 . 103
=

V= 100 V


•



•

23. Sebuah loop arus berbentuk lingkaran berjejari r dialiri arus I yang menimbulkan medan induksi (imbas) magnetik B di pusatnya P seperti pada gambar di samping. Besar dan arah B tersebut adalah ………………

I
P r

(A) , tegak lurus keluar bidang gambar
(B) , tegak lurus keluar bidang gambar
(C) , tegak lurus masuk bidang gambar
(D) , tegak lurus masuk bidang gambar
(E) nol

(RAYON C)

Jawab : D
Pembahasan :
Induksi magnetik di pusat kawat melingkar berarus listrik :

Menentukan arah B adalah dengan menggunakan aturan tangan kanan.

24. Sebuah kapasitor dengan kapasitas 3 F diberi muatan listrik dengan cara menghubungkan kedua elektrodenya dengan sebuah baterai 150 V; selanjutnya kapasitor itu diisolasi. Jika kapasitor tersebut lalu dihubungkan secara paralel dengan kapasitor kedua yang mula-mula tidak bermuatan maka ternyata beda potensial mereka menjadi 50 V. Dengan demikian besar kapasitor kedua tadi adalah ………………….
(A) 12 F
(B) 16 F
(C) 8 F
(D) 6 F
(E) 4 F

(RAYON C)

Jawab : D
Pembahasan :

Mula-mula :
Q1 = C1 V1


Q2 = 0


Setelah dihubungkan paralel :


Q1


Q2

Q1 + Q2 = Q1 + Q2
C1 . V1 + 0 = C1 . V1 + C2 . V1
3 . 150 = 3 . 50 + C2 . 50
450 = 150 + 50 C2
50 C2 = 300
C2 = 6 F

25. Pada gambar di samping A, B, C dan D adalah lampu pijar masing-masing berukuran 5 W ; 5 V. Jika lampu C putus maka nyalanya lebih terang adalah lampu ………………….
A

B D

C


12 v

(A) A dan B
(B) B saja
(C) B dan D
(D) D saja
(E) D dan A

(RAYON B)

Jawab : -
Pembahasan :
Jika lampu C putus, maka ada 2 persepsi dalam memmahami soal ini, yaitu :
• Tanpa memperhatikan karakteristik masing-masing lampu, maka hambatan total lampu-lampu itu akan membesar setelah lampu C putus. Akibatnya arus listrik yang melalui lampu D akan mengecil. Tetapi karena jumlah cabangnya berkurang, maka arus listrik yang malalui lampu A dan B akan semakin besar, sehingga lampu A dan B akan menyala lebih terang dibanding sebelum lampu C putus.
• Dengan memperhatikan karakteristik masing-masing lampu (5W ; 5V), maka :
- Hambatan masing-masing lampu :
- Arus listrik maksimum yang boleh melewati masing-masing lampu :


Perhatikan rangkaian ini :
R=5
A
I1
R=5 R=5
B D
I2
I
12V




Karena I > Imaks, maka lampu D akan putus sehingga seluruh lampu akan padam.

Kesimpulan : “Jika tidak memperhatikan karakteristik lampu, maka jawaban yang mungkin dari semua pilihan yang ada adalah A. Tetapi jika memperhatikankaraketristik lampu, maka tidak ada jawaban yang benar”.

26. Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah transformator adalah 1:4. Tegangan dan kuat arus masukannya masing-masing 10 V dan 2 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transformator tersebut adalah 4 W dan tegangan keluarannya adalah 40 V, maka kuat arus keluarannya bernilai ………………….
(A) 0,1 A
(B) 0,4 A
(C) 0,5 A
(D) 0,6 A
(E) 0,8 A

(RAYON A, B, C)

Jawab : B
Pembahasan :
Daya masukan : PP = VP . IP
= 10 . 2
= 20 watt
Daya hilang : = 4 watt
Daya keluaran : PS = 20 – 4
= 16 watt
PS = VS . IS
16 = 40. IS  IS =
= 0,4 A

27. Dua buah baterai dengan ggl hambatan dalam berbeda dihubungkan secara seri satu sama lain. Keduanya lalu dihubungkan secara seri pula dengan hambatan luar R sehingga besar arus dalam rangkaian tersebut adalah 4 A. Jika polaritas salah satu baterai dibalik, maka arus dalam rangkaian berkurang sehingga menjadi 2 A. Dengan demikian besar perbandingan ggl kedua baterai tadi adalah ………………
(A) 0,25
(B) 1,5
(C) 2,0
(D) 2,5
(E) 3,0

(RAYON C)

Jawab : E
Pembahasan :

E1 E2 E1 E2

r1 r2 r1 r2

I1 R I2 R


(1) (2)

dan

Misal :

Sehingga :
I1 = K (E1 + E2)
4 = K (E1 + E2) ……… (1)
I2 = K (E1 – E2)
2 = K (E1 – E2) ……… (2)
4 – 2 = 2 K E2 …………. (Pers.1 – Pers. 2)
2 = 2 K E2


Dari persamaan (1) :


28. Kuat medan listrik di suatu titik P yang ditimbulkan oleh sebuah muatan q di titik asal O …………..
(1) arahnya menjauhi q bila q positif, menuju q bila q negatif
(2) berbanding langsung dengan q
(3) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP
(4) arahnya sama dengan gaya Coulomb pada muatan q1 di P bila q arahnya positif, dan berlawanan dengan gaya Coulomb tersebut bila q negatif

(RAYON A)

Jawab : A
Pembahasan :
• Kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan titik :

• Arah E menjauhi muatan positif dan mendekati muatan negatif.
• Karena jenis muatan Q1 tidak diketahui, maka arah gaya Coulomb tak dapat ditentukan.

29. Suatu partikel bertenaga rehat E0, sedang bergerak dengan tenaga kinetik Ek dan kecepatan V sedemikian rupa hingga V/C = 0,99. Ek/E0 untuk partikel besarnya …………….
(A) 2
(B) 4
(C) 6,1
(D) 9
(E) 5

(RAYON C)

Jawab : C
Pembahasan :
Misal :



EK = E – E0
= E0  – E0
= E0 ( – 1)



30. Perhatikan reaksi inti berikut ini :



maka X, Y, dan Z adalah ……………….


X Y Z
(A) O
H
H

(B) O
H
n

(C) O
n
H

(D) O
n
H

(E) O
H
e


(RAYON A, B, C)

Jawab : C
Pembahasan :
“Nomor atom dan nomor massa adalah kekal pada setiap reaksi inti”, maka :






31. Gambar di samping adalah grafik hubungan Ek (energi kinetik maksimum) fotoelektron terhadap f (frekuensi) sinar yang digunakan pada efek fotolistrik. Nilai p pada grafik tersebut adalah ………

Ek
(J)
p



4 5 f

(A) 2,64 x 10-33
(B) 3,3 x 10-33
(C) 6,6 x 10-20
(D) 2,64 x 10-19
(E) 3,3 x 10-19

(RAYON B)





Jawab : C
Pembahasan :
Dari grafik terlihat : Ek = p


32. Sebuah elektron melaju di dalam tabung pesawat TV yang bertegangan 500 V. Besarnya momentum elektron tersebut saat membentur kaca TV adalah …………….
(A) 1,2 x 10-23 Ns
(B) 1,5 x 10-23 Ns
(C) 1,8 x 10-23 Ns
(D) 2,0 x 10-23 Ns
(E) 2,4 x 10-23 Ns

(RAYON A)

Jawab : A
Pembahasan :
Kecepatan elektron ketika membenur kaca : v =
Momentum elektron tersebut adalah :
P = m . v = m  P =


33. Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95 c (c = kecepatan cahaya), maka periode pendulum tersebut dalam detik menjadi ………………
(A) 0,5
(B) 1,5
(C) 9,6
(D) 15
(E) 300

(RAYON A)

Jawab : C
Pembahasan :


34. Panjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan tabung sinar X melalui benda tegangan 50 kV antara terget dan katode adalah ……………..
(A) 1,5 x 10-11 m
(B) 2,5 x 10-11 m
(C) 5,0 x 10-11 m
(D) 6,0 x 10-11 m
(E) 7,5 x 10-11 m

(RAYON C)

Jawab : B
Pembahasan :



35. Frekuensi ambang natrium adalah 4,4 x 1014 Hz. Besarnya potensial penghenti dalam volt bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya 6,0 x 1014 Hz adalah ……………
(A) 0,34
(B) 0,40
(C) 0,44
(D) 0,66
(E) 0,99

(RAYON C)

Jawab : D
Pembahasan :
Untuk menghentikan elektron yang keluar dari permukaan logam ketika disinari dibutuhkan energi sebesar :



36. Keutamaan sinar LASER adalah …………….
(1) terkolimasi dengan baik sekali
(2) koheren
(3) intensitasnya tetap tinggi meskipun berkasnya telah menempuh jarak yang jauh
(4) meskipun beda jarak yang ditempuh berkas sangat besar, tetap ada hubungan fasenya

(RAYON B)

Jawab : E
Pembahasan :
Kelebihan Sinar Laser adalah :
• Terkolimasi dengan baik (hampir tidak menyebar) meskipun telah menepuh jarak yang jauh.
• Cahayanya kohern (sefase). Pola interferensinya tidak hanya didapatkan dengan menggunakan celah ganda tetapi juga dapat menggunakan dua berkas laser yang terpisah.
• Sinar laser merupakan sinar yang memiliki intensitas paling tinggi dibandingkan sinar lain.

37. Jika sebuah partikel yang massanya m bergerak dengan kelajuan (c = kelajuan cahaya dalam hampa), maka besaran-besaran gerak partikel tersebut adalah ……………….
(1) momentum linearnya mc
(2) energi kinetiknya mc2
(3) energi totalnya mc2
(4) energi diamnya mc2

(RAYON C)

Jawab : E
Pembahasan :



38. Diagram dibawah ini menunjukkan empat tingkatan energi suatu atom logam.

Dari pengolahan data di atas, dengan mengandaikan transisi ke tingkatan energi yang lebih rendah selalu mungkin, dapat ditarik kesimpulan bahwa ……………..
(1) ada 6 garis spektrum yang mungkin terjadi akibat transisi elektron
(2) panjang gelombang minimum spektrum emisinya 1 x 10-7 m
(3) panjang gelombang maksimum spektrum emisinya 5 x 10-7 m
(4) ada komponen spektrum emisi yang merupakan sinar tampak

(RAYON A)

Jawab : E
Pembahasan :
Misal : E1 = -24,6 . 10-19 J
E2 = -16,4 . 10-19 J
E3 = -9,0 . 10-19 J
E4 = -5,2 . 10-19 J

(1) Enam garis spektrum yang mungkin terjadi akibat adanya transisi elektron :
• dari E4 ke E1
• dari E4 ke E2
• dari E4 ke E3
• dari E3 ke E1
• dari E3 ke E2
• dari E2 ke E1

(2) Panjang gelombang minimum terjadi akibat adanya transisi elektron dari E4 ke E1 (E4-E1 = E)



(3) Panjang gelombang maksimum terjadi akibat adanya transisi elektron dari E4 ke E3 (E4–E3 = E)



(4) Rentang panjang gelombang yang terjadi adalah :
10 nm – 500 nm
Rentang panjang gelombang sinar tampak kira-kira :
400 nm – 700 nm
Dengan demikian, maka ada komponen spektrum emisi yang terjadi yang merupakan sinar tampak.