Disclaimer: Soal ini adalah naskah ujian Penilaian Akhir Semester Ganjil Fisika XI IPA TP. 2020 - 2021 sebuah Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri di Sumatera Utara, tentu tidak akan sama dengan naskah ujian di sekolah lain sekalipun kurikulumnya sama.SOAL DAN PENYELESAIAN UJIAN FISIKA SEMESTER GANJIL 11 IPA
Soal 1.Besar tegangan pada seutas kawat logam adalah 2x106N/m2. Jika panjang kawat 4 m dan modulus elastisitasnya 2,5x108N/m2, pertambahan panjang kawat adalah...
A. 0,8 cm
B. 1,6 cm
C. 5,0 cm
D. 3,2 cm
E. 6,4 cm
Penyelesaian Fisika:
Modulus elastisitas,\begin{align*}E&=\frac{\sigma .l}{\Delta l} \textrm{ maka:}\\\Delta l&=\frac{\sigma .l}{E}\\\Delta l&=\frac{2 . 10^6 .(4)}{2,5 . 10^8}\\\Delta l&=3,2.10^{-2}\textrm{m}\\\Delta l&=3,2\textrm{cm}\end{align*}
Soal 2.Tiga batang pegas k1 = k2 = 300 N/m dan k3 = 600 N/m disusun seperti gambar berikut:
Perubahan panjang sistem adalah...A 2,5 cm
B. 5,0 cm
C. 7,5 cm
D. 10 cm
E. 12,5 cm
Penyelesaian Fisika:
Pegas k1 paralel dengan k2 lalu seri dengan k3:\begin{align*}k_{12}&=k_1+k_2\\k_{12}&=300+300\\k_{12}&=600 Nm^{-1}\\k&=\frac{k_3.k_{12}}{k_3+k_{12}}\\k&=\frac{600.600}{600+600}\\k&=300Nm^{-1}\end{align*}Perubahan panjang sistem:\begin{align*}k&=\frac{F}{\Delta l}=\frac{m.g}{\Delta l}\\\Delta l&=\frac{m.g}{k}\\\Delta l&=\frac{3(10)}{300}\\\Delta l&=0,1\textrm{m}=10\textrm{cm}\end{align*}
Soal 3.Penyebab dari gerak rotasi adalah...
A. Momentum anguler
B. Momentum linear
C. Momen inersia
D. Momen gaya
E. Gaya
Penyelesaian Fisika:
Penyebab dari gerak rotasi adalah Momen gaya
Soal 4.Diketahui sebuah kerucut pejal homogen dengan sisi miring 10 cm dan jari-jari 6 cm. Letak titik berat kerucut terhadap bidang alas jika diletakkan tegak adalah...
A. 1,5 cm
B. 2 cm
C. 2,5 cm
D. 4,5 cm
E. 6 cm
Penyelesaian Fisika:
Perhatikan gambar berikut:
Tinggi kerucut:\begin{align*}t&=\sqrt{s^2-r^2}\\t&=\sqrt{10^2-6^2}\\t&=\sqrt{64}=8\textrm{ cm}\end{align*}Letak titik berat kerucut terhadap bidang alas:\begin{align*}Y&=\left (\frac{1}{4} \right )t\\Y&=\left (\frac{1}{4} \right )(8)=2\textrm{ cm}\end{align*}Soal 5.Sebuah roda pejal bermassa 50 kg dan berjari-jari 60 cm diputar dengan kecepatan sudut 3 rad/s. Besar momentum sudutnya adalah...
A. 27 kgm2/s
B. 54 kgm2/s
C. 63 kgm2/sD. 81 kgm2/s
E. 108kgm2/s
Penyelesaian Fisika:
Momentum Sudut roda pejal:\begin{align*}L&=I.\omega \\L&=\left (\frac{1}{2}mR^2 \right )\omega \\L&=\left (\frac{1}{2}\right )(50) (0,6)^2 (3)\\L&=27\,kg.m^2s^{-1}\end{align*}
Soal 6.Faktor tegangan permukaan membuat zat cair cenderung untuk...
A. Memperkecil sudut kontaknya
B. Bersifat kompresibel
C. Bersifat stasioner
D. Memperluas permukaannya
E. Memperkecil luas permukaanya
Penyelesaian Fisika:
Tegangan permukaan disebabkan gaya tarik-menarik antar partikel di permukaan zat cair atau kohesi. oleh karena itu, zat cair cenderung memperkecil luas permukaannya
Soal 7.Sebuah ban mobil yang diisi udara dengan volue 0,1 m3 dan massa 1 kg, dapat mengapungkan beban maksimum dalam air sebesar...
A. 1.001 kg
B. 1.000 kg
C. 101 kg
D. 100 kg
E. 99 kg
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:SOAL DAN PENYELESAIAN FLUIDA STATIS DAN DINAMIS soal nomor 10.
Soal 8.Berat jenis air besarnya 104N/m3. Tekanan hidrostatis yang disebabkan oleh air pada kedalaman 50 cm adalah...
A. 5 x 105 N/m2
B. 5 x 104 N/m2
C. 5 x 103 N/m2
D. 5 x 102N/m2
E. 50 N/m2
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel: Soal Dan Penyelesaian Materi Tekanan Dan Hukum Paskal soal nomor 3
Soal 9.Air mengalir dengan kelanjuan 10 m/s di dalam pipa berdiameter 20 cm menuju pipa kecil berdiameter 10 cm. Debit dan kelajuan fluida pada pipa kecil berturut-turut adalah...
A. 0,1 $\pi $ m3/s dan 40 m/s
B. 0,01 $\pi $ m3/s dan 40 m/s
C. 0,2 $\pi $ m3/s dan 20 m/s
D. 0,02 $\pi $ m3/s dan 20 m/s
E. 0,4 $\pi $ m3/s dan 10 m/s
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:Contoh Soal Dan Penyelesaian Fluida Dinamis Kelas 11 soal nomor 2
Soal 10.Perhatikan gambar berikut:
Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran air pada pipa besar adalah...A. 48 m/s
B. 24 m/s
C. 12 m/s
D. 6 m/s
E. 3 m/s
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:Teori Dan Soal Penyelesaian Persamaan Kontinuitas soal nomor 3
Soal 11.Sebuah bejana berisi air setinggi 100 cm, pada salah satu dinding bejana terdapat lubang kecil yang terletak 20 cm dari dasar bejana sehingga air memancar keluar. Jarak jatuh air di tanah dari dasar bejana adalah...
A. 100 cm
B. 80 cm
C. 60 cm
D. 40 cm
E. 20 cm
Penyelesaian Fisika:
Perhatikan gambar:
Jarak jatuh air di tanah dari dasar bejana:
\begin{align*}x&=2\sqrt{h.d}\\x&=2\sqrt{0,8(0,2)}\\x&=2\sqrt{0,16}\\x&=0,8m\end{align*}Soal mirip:Contoh Soal Dan Penyelesaian Fluida Dinamis Kelas 11 nomor 5 dan 9
Soal 12.Suhu gas dalam ruang bertutup adalah 27oC. Jika energi kinetik partikel gas diubah menjadi 4 kali semula, suhunya menjadi...
A. 80oC
B. 108oC
C. 800oC
D. 927oC
E. 1.200oC
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:Teori - Soal Dan Penyelesaian Gas Ideal soal nomor 5
Soal 13.Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut:
- Selama berlangsung proses, suhunya konstan
- Perubahan energi dalamnya nol
- Kalor yang masuk ke dalam sistem digunakan seluruhnya untuk melakukan usaha luar
- Tekanan berbanding terbalik dengan volume
A. (1) dan (3)
B. (2) dan (4)
C. (3) dan (4)
D. (1), (2) dan (3)
E. (1), (2), (3) dan (4)
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:Contoh Soal Dan Penyelesaian Termodinamika soal nomor 6
Soal 14.Energi kinetik gas ideal merupakan fungsi dari...
A. Suhu
B. Volume
C. Tekanan dan suhu
D. Volume dan suhu
E. Volume dan tekanan
Penyelesaian Fisika:
Energi kinetik gas ideal adalah fungsi dari temperatur atau suhu (T) saja:\begin{align*}&Ek=\frac{3}{2}kT \end{align*}
Soal 15.Perhatikan data berikut:
- Suhunya berubah
- Volumenya tetap
- Tekanannya berubah
- Usahanya nol
A. (1) dan (3)
B. (2) dan (4)
C. (3) dan (4)
D. (1), (2) dan (3)
E. (1), (2), (3) dan (4)
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:Contoh Soal Dan Penyelesaian Termodinamika soal nomor 7
Soal 16.Sejumlah gas ideal mengalami proses isokhorik sehingga...
A. Kecepatan semua molekul sama
B. Tekanan gas tetap
C. Gas tidak melakukan usaha
D. Tidak memiliki energi dalam
E. Suhu gas tetap
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel:Teori - Soal Dan Penyelesaian Gas Ideal soal nomor 8
Soal 17.Apabila suatu zat mempunyai kalor jenis besar, maka zat tersebut...
A. Lambat mendidih
B. Cepat mendidih
C. Lambat melebur
D. Cepat naik suhunya jika dipanaskan
E. Lambat naik suhunya jika dipanaskan
Penyelesaian Fisika:
Soal ini sudah pernah kita jawab pada artikel: 50 Soal Dan Penyelesaian Suhu dan Kalor soal nomor 3
Soal 18.Sebanyak a gram es -15oC dicampur b gram air bersuhu 20oC sehingga menghasilkan suhu campuran 5oC. Jika kalor lebur es 80 kal/g dan kalor jenis es 0,5 kal/goC, perbandingan a/b adalah...
A. 3/17
B. 1/6
C. 3/18
D. ½
E. 3/19
Penyelesaian Fisika:
Perhatikan grafik prosesnya:
Berdasarkan "ilmu hitam" aka azas Black:
Kalor dilepaskan air:\begin{align*}Q_1&=m_ac_a\Delta t_a\\Q_1&=b(1)(20-5) \\Q_1&=15b\end{align*}Kalor mengubah es -15oC menjadi es 0oC:\begin{align*}Q_2&=m_ec_e\Delta t_e\\Q_2&=a(0,5)(0-(-15)) \\Q_2&=7,5a\end{align*}Kalor mengubah es 0oC menjadi air 0oC:\begin{align*}Q_3&=m_eL\\Q_3&=a(80) \\Q_3&=80a\end{align*}Kalor mengubah air es 0oC menjadi air 5oC:\begin{align*}Q_3&=m_ec_a\Delta t_a\\Q_2&=a(1)(5-0) \\Q_2&=5a\end{align*}sehingga:\begin{align*}Q_1&=Q_2+Q_3+Q_4\\15b&=7,5a+80a+5a\\15b&=92,5a\\\frac{a}{b}&=\frac{15}{92,5}=\frac{3}{18,5}\end{align*}Pilihan jawaban tidak tersedia.
Soal 19.Sepotong aluminium dengan massa 0,2 kg dan suhu 25oC dipanaskan hingga 75oC. Jika kalor jenis aluminium 840 J/kgoC, kalor yang diserapnya adalah.....
A. 8.000 J
B. 8.200 J
C. 8.300 J
D. 8.400 J
E. 8.600 J
Penyelesaian Fisika:
\begin{align*}Q&=mc\Delta t \\Q&=0,2(840)(75-25)\\Q&=8400J\end{align*}
Soal 20.Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa...
A. Kalor tidak dapat masuk ke dalam dan ke luar dari suatu sistem
B. Energi adalah kekal
C. Energi dalam adalah kekal
D. Suhu adalah tetap
E. Sistem tidak mendapat usaha dari luar
Penyelesaian Fisika:Hukum I Termodinamika
$Q= \Delta U+W$
Jumlah kalor pada suatu sistem ialah sama dengan perubahan energi dalam sistem ditambah dengan usaha yang dilakukan oleh sistem tersebut.
Hukum I termodinamika menunjukkan bahwa energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
