Percubaan K2

(1)

NAMA: _______________________________________________ KELAS: ____________ 4531/2

Fizik Kertas 2 2 ½ jam

SEKOLAH MENENGAH KEBANGSAAN CHENDERIANG PEPERIKSAAN PERCUBAAN TAHUN 2017

TINGKATAN 5

DUA JAM TIGA PULUH MINIT

DO NOT OPEN THE QUESTION PAPER UNTIL INSTRUCTED

(JANGAN BUKA KERTAS SOALAN INI SEHINGGA DIBERITAHU) 1. Tulis nama dan kelas anda pada ruangan

yang disediakan.

2. Kertas soalan ini adalah dalam dwibahasa. 3. Calon harus jawab semua soalan dalam

Bahagian A, satu soalan dari Bahagian B dan satu soalan dari Bahagian C.

4. Bahagian A dijawab dalam kertas soalan manakala Bahagian B dan Bahagian C dijawab dalam kertas test-pad yang dibekalkan.

5. Semua pengiraan mesti ditulis dengan jelas dan kemas. Jawapan perlu ditulis bersama unitnya.

Kertas soalan ini mengandungi ( ) halaman bercetak

The following information may be useful. The symbols have their usual meaning. Untuk Kegunaan Pejabat Bahagian Soalan Markah

Penuh Markah Diperolehi A 1 4 2 5 3 6 4 7 5 8 6 8 7 10 8 12 B 9 20 10 20 C 11 20 12 20 Jumlah

(2)

Section A // Bahagian A Answer all questions in this section Jawab semua soalan dalam bahagian ini

[60 markah] 1. v2_{= u}2_{+ 2as} 2. a = t u v 3. s = ut + 2 1 at2 4. Momentum = mv 5. F = ma 6. Kinetic Energy = ½ mv2

7. Gravitational Potential Energy = mgh 8. Elastic Potential Energy =

2 1 Fx 9. ρ = V m 10. Pressure in liquid, P = hg 11. Pressure, P= A F 12. Heat, Q = mc 13. Heat, Q = mℓ 14. T PV = constant 15. E = mc2 16. v =  f 17. Power, P = Time Energy 18. 1_f  _u1 1_v 19.  = D ax 20. n = r i sin sin 21. n = real depth apparent depth 22. c n sin 1  23. Q = I t 24. V = IR 25. Power, P= IV 26. g = 10 ms-2

(3)

1. Diagram 1 shows a voltmeter which has two scales on it.

Rajah 1 menunjukkan sebuah voltmeter yang mempunyai dua skala di atasnya.

Diagram 1.1/ Rajah 1.1

a) State the physical quantity that can be measured by the voltmeter. Nyatakan kuantiti fizik yang dapat disukat oleh sebuah voltmeter

………. [1 mark]

b) i) What is the reading of the voltmeter when the terminal P and R is connected? Berapakah bacaan voltmeter bila terminal P dan R disambung?

………. [1 mark]

ii) What has to be done to the reading obtained in (b) (i) if the voltmeter has positive zero error?

Apakah yang perlu dibuat kepada bacaan yang didapati dalam b) i) jika voltmeter mempunyai ralat sifar positif?

……… [1 mark]

c) State the accuracy of the reading when the upper scale is used to make measurement. Nyatakan kejituan bacaan apabila skala atas digunakan untuk membuat bacaan

………

[1 mark]

2 Diagram 2 shows a hydraulic system consisting of a small piston and a big piston. The small piston and the big piston have areas of cross section of 0.02 m2_{and 0.5 m}2 respectively. When the holder is pressed downwards, a force of F = 30 N acts on the small piston.

(4)

omboh besar. Omboh kecil dan omboh besar masing-masing mempunyai keluasan keratan rentas 0.02 m2_{dan 0.05 m}2_{. Apabila pemegang ditekankan ke bawah, daya F =} 30 N bertindak di atas omboh kecil.

Diagram 2/ Rajah 2 a) Calculate...

Kira

i) the pressure produced by the small piston. tekanan yang dihasilkan oleh omboh kecil.

[2 marks]

ii) the maximum mass, m, which can be lifted by the big piston. (Assume that the mass of the small piston and the big piston can be ignored)

Jisim maksimum, m yang boleh di angkat oleh omboh besar. (Anggap jisim omboh kecil dan omboh besar boleh diabaikan).

[2 marks]

b) State one reason why water is not suitable to be used in a hydraulic jack.

Nyatakan satu alasan mengapa air tidak sesuai digunakan dalam jek hidraulik. ………. .

[1 mark]

3 Diagram 3 shows displacement-time graph for thr motion of the office boy. The boy ascend from 4th _{floor to the 7}th _{floor and then descend to the 1}th_floor.

(5)

Rajah 3 menunjukkan graf sesaran-masa untuk pergerakan seorang pelayan pejabat . Pelayan pejabat itu naik dari tingkat 4 ke tingkat 7 dan turun ke tingkat 1.

Diagram 3/Rajah 3 a) State the type of physical quantity for displacement.

Nyatakan jenis kuantiti fizikal bagi sesaran

... [1 mark]

b) Tick the correct box to represent zero velocity

Tandakan pada kotak yang betul yang menunjukkan halaju sifar: OJ

HJ JK

[1 mark]

c) Compare magnitude of the velocity between J to K and K to L. Give one reason for your answer.

Bandingkan nilai halaju di antara J ke K dan K ke L. Berikan satu sebab bagi jawapan anda.

(6)

……….. [2 marks]

d) Calculate the velocity of the office boy from O to H. Hitungkan halaju pelayan pejabat dari O ke H.

[3 marks] 4 Diagram 4 shows a 12 V battery connected to a number of resistors.

Rajah 4 menunjukkan bateri 12V yang di sambungkan ke beberapa perintang

Diagram 4 / Rajah 4

a) State the type of circuit connection for combined resistance of Nyatakan jenis sambungan litar untuk gabungan perintang di i) the two 4 Ω resistors

kedua-kedua perintang 4 Ω

... .

ii) the two 6 Ω resistors kedua-kedua perintang 6 Ω

... .

[2 marks] b) Calculate the current in the 5 Ω resistor.

Hitung jumlah arus pada perintang 5 Ω

[2 marks]

c) The total current in the two 6 Ω resistors is 4 A. Calculate the total power dissipated in the resistors.

(7)

Jumlah arus pada perintang 6 ialah 4A. Hitungkan jumlah kuasa yang hilang pada perintang tersebut

[2 marks]

d) The 5 Ω resistor is made from a length of resistance wire of uniform cross-sectional area. State the effect on the resistance of the wire if the same length of the same material with a smaller cross-sectional area is used?

Perintang 5 Ω diperbuat daripada perintang yang mempunyai rintangan keratan rentas yang sama. Nyatakan kesan terhadap rintangan wayar sekiranya pangjang wayar yang sama daripada bahan yang sama tetapi mempunyai keratan rentas yang lebih kecil digunakan

... [1 mark]

5 Diagram 5.1 shows a concrete water tank filled with water.

Rajah 5.1 menunjukkan sebuah tangki konkrit yang diisi dengan air.

a) State a factor that affects the water pressure in the tank.

Nyatakan satu faktor yang mempengaruhi tekanan air di dalam tangki.

………. [1 mark]

b) i) Compare the water pressure at P and Q Bandingkan tekanan air pada P dan Q

……… …

[1 mark] ii) Calculate the water pressure at Q.

(Density of water = 1000 kg m-3₎ Hitungkan tekanan air pada Q (Ketumpatan air = 1000 kg m-3₎

Diagram 5.1 Rajah 5.1

(8)

[2 marks]

c) Diagram 5.2 shows water flows from the concrete tank to the house water tank. Rajah 5.2 menunjukkan air mengalir dari tangki konkrit ke tangki air di rumah .

i) What is the factor that causes the water to flow from the concrete tank to the water tank in the house?

Apakah faktor yang menyebabkan air boleh mengalir dari tangki konkrit ke tangki air di rumah?

……….. [1 mark]

ii) The flow of water from the concrete tank to the house will stop at level P. Explain why the supply stops?

Pengaliran air dari tangki konkrit ke tangki air di rumah akan terhenti pada paras P. Terangkan mengapa pengalirannya berhenti?

……… ……… [2 marks]

f) Draw a water tank that can withstand high water pressure . Lukiskan tangki air yang boleh menampung tekanan yang tinggi.

[1 mark] Diagram 5.2

(9)

6) Diagram 6.1 shows an ideal transformer.

Rajah 6.1 menunjukkan sebuah transformer yang ideal

Diagram 6.1 Rajah 6.1 a) Name the type of transformer.

Namakan jenis transformer

……… [ 1 mark]

b) Explain how current is induced in the secondary coil?

Huraikan bagaimana arus teraruh didalam gelung sekunder?

………. ………. ………. [3 marks]

c) Diagram 6.2. shows a circuit consisting of a transformer, an ammeter and two light bulbs. The ammeter reading is 0.5 A and both bulbs light up with normal brightness.

Rajah 6.2 menunjukkan litar yang mengandungi transformer, ammeter dan dua mentol. Bacaan ammeter ialah 0.5A, kedua-dua mentol menyala dengan kecerahan yang normal

Diagram 6.2 / Rajah 6.2 i) What is the output voltage of the transformer?

Apakah voltan output bagi transformer? [1 mark] 240V ac 12 V ac Primary coil Gegelung primer Secondary coil Gegelung sekunder

(10)

ii) Calculate the efficiency of the transformer. Hitung kecekapan transformer

[ 3 marks]

7. Diagram 7.1 and Diagram 7.2 show two arrangements of the apparatus to determine the specific heat capacity of an aluminium block.

Rajah 7.1 dan Rajah 7.2 menunjukkan dua susunan radas untuk menentukan muatan haba tentu bagi satu bongkah aluminium.

a) Diagram 7.2 /Rajah 7.2What is the meaning of specific heat capacity? Apakah maksud muatan haba tentu?

... [1 mark]

b) Diagram 5.1 and Diagram 5.2 show two different setups of apparatus to determine the specific heat capacity of aluminium block.

Rajah 5.1 dan rajah 5.2 susunan radas untuk menentukan muatan haba tentu bagi blok aluminium.

Based on the Diagram 5.1 and Diagram 5.2, Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2,

(11)

pilih bahan yang sesuai digunakan sebagai tapak bikar.

... Give a reason

Berikan satu sebab.

... [ 2 marks]

ii) Choose one suitable liquid to be filled into the hole Pilih satu cecair yang sesuai diisikan ke dalam lubang.

……… Give a reason

Berikan satu sebab.

………. [ 2 marks]

iii) Choose a suitable material to wrap the aluminium block. Pilih satu bahan yang sesuai untuk membalut blok aluminium.

………. Give a reason

Berikan satu sebab

……… [ 2 marks]

c) The aluminium blocks in both diagrams have 1 kg mass and being heated by using the electric heater of 200 W for 4 minutes. The change in temperature for Diagram 7.1 is 30 0_{C whereas for} Diagram 7.2 is 50 0_C.

Blok aluminium dalam kedua-dua rajah berjisim 1 kg dan dipanaskan dengan menggunakan pemanas elektrik 200 W selama 4 minit. Perubahan suhu dalam Rajah 7.1 ialah 30 0_C manakala dalam Rajah 7.2 ialah 50 0_C.

Calculate the specific heat capacity of the aluminium block in: Hitungkan muatan haba tentu bagi blok aluminium dalam: i) Diagram 7.1 Rajah 7.1 [2 marks ] ii) Diagram 7.2 Rajah 7.2 [2 marks ]

(12)

d) State which apparatus setup can give an accurate result to determine the specific heat capacity of the aluminium block.

Nyatakan susunan radas yang manakah berupaya memberikan keputusan yang jitu untuk menentukan muatan haba tentu blok aluminium.

………. [ 1 mark]

8 Diagram 8 shows one bulb connected to one dry cell.

Rajah 8 menunjukkan satu mentol disambungkan kepada satu sel kering.

Diagram 8 /Rajah 8

a) What is meant by the label “9V, 20W ” on the bulb?

Apakah yang dimaksudkan dengan label 9 V, 20W pada mentol itu?

……… [1 mark]

b) Based on Diagram 8, calculate Berdasarkan Rajah 8, hitungkan i)

ii)

current flowing through the bulb. arus mengalir melalui mentol.

[2 marks] resistance of the filament of the bulb?

rintangan bagi filamen mentol tersebut? [2 marks]

c) Table 8.1 shows three different types of filament to be used in bulb in Diagram 8 above. Jadual 8.1 menunjukkan tiga jenis filamen berbeza yang akan digunakan di dalam mentol pada Rajah 8 di atas.

Table 8.1 /Jadual 8.1

i) State the effect of thickness of wire of the filament to the rate of energy loss in the filament.

(13)

filamen.

……….. ii) Calculate the efficiency of each filaments P,Q, and R.

Hitungkan kecekapan setiap filamen P,Q dan R.

[4 marks]

iii) Suggest the most suitable filament to be used in the bulb. Justify your choice. Cadangkan filamen yang paling sesuai digunakan di dalam mentol. Berikan alasan bagi pilihan anda itu

……….. ……….. [2 marks]

(14)

SULIT 4531/2 Section B // Bahagian B

Answer any one question only in this section Jawab mana-mana satu soalan dalam bahagian ini

[20 markah]

9 In sport competition, two identical discuses, P and Q were thrown with equal force and equal angle of launch, as shown in Diagram 9.1 and 9.2.

Dalam suatu pertandingan sukan, dua cakera yang serupa, P dan Q dilempar dengan daya dan sudut lancaran yang sama seperti dalam Rajah 9.1 dan 9.2.

Diagram 9.2 / Rajah 9.2

a) Based on Diagram 9.1 and Diagram 9.2, Berdasarkan Rajah 9.1 dan Rajah 9.2,

i) compare the posture of discuses P and Q which have a larger effective horizontal area?

bandingkan postur cakera P dan Q, yang manakah akan mempunyai luas mendatar berkesan yang lebih besar?

ii) which discus will experience a larger lift force?

cakera yang manakah mengalami daya angkat yang lebih besar? iii) compare the landing distance of discus P and Q.

bandingkan jarak mendarat bagi cakera P dan Q iv) relate the lift force to the landing distance.

hubung kait daya angkat terhadap jarak mendarat. [4 marks]

v) Suggest two more methods to increase the landing distance. Force

daya

Force daya

(15)

SULIT 4531/2 Cadangkan dua kaedah lain untuk meningkatkan jarak mendarat

[2 marks]

c) Typhoon Hayan bring a strong gus of wind moving towards a house as shown in Diagram 9.3 while Diagram 9.4 shows the roof of the house being blown by the wind. Ribut Hayan membawa angin yang kuat bergerak ke arah sebuah rumah dalam Diagram 9.3 manakala Rajah 9.4 pula menunjukkan bumbung rumah yang ditiup naik oleh angin tersebut.

Diagram 9.3 /Rajah 9.3 Diagram 9.4 /Rajah 9.4

Using the physics principle, explain how the roof of the house in Diagram 3.1 and 3.2 is uplifted.

Menggunakan prinsip fizik, jelaskan bagaimana bumbung rumah dalam Rajah 3.1 dan 3.2 terangkat naik.

[4 marks]

d) Diagram 9.5 shows an aeroplane using a propeller for its flight. You are required to give some suggestions to design a newnaeroplane which can fly faster and is able to carry a larger load of passengers and goods.

Rajah 9.5 menunjukkan sebuah kapal terbang yang menggunakan kipas bagi penerbangannya. Anda perlu memberi cadangan untuk mereka bentuk kapal terbang dengan lebih cepat dan mampu membawa bebanan barang dan penumpang yang lebih besar.

(16)

SULIT 4531/2 Dengan menggunakan pengetahuan terhadap pergerakan, daya, ciri-ciri bahan dan prinsip Bernoulli, jelaskan cadangan anda berdasarkan aspek-aspek berikut:

i) jet engine enjin jet

ii) shape of the wings bentuk sayap iii) area of the wings

luas kawasan sayap iv) aerodynamics of the plane

aerodinamik kapal terbang v) mass of the plane

jisim kapal terbang

[10 marks]

10 Diagram 10.1 and Diagram 10.2 show the current flows in solenoid. Rajah 10.1 dan Rajah 10.2 menunjukkan arus mengalir dalam solenoid.

Diagram 10.1 / Rajah 10.1 Diagram 10.2/Rajah 10.2 a) What is the meaning of magnetic field?

Apakah maksud medan magnet?

[1 mark] b) Using Diagram 1.1 and Diagram 1.2

Menggunakan Rajah 1.1 dan Rajah 1.2

i) Compare the number of turns of the solenoid and number of magnetic field lines and the strength of magnetic field.

bandingkan bilangan lilitan solenoid, bilangan garis medan magnet dan kekuatan medan magnet

[3 marks]

ii) State the relationship between the number of turns of the solenoid and Nyatakan hubungan antara bilangan lilitan dan

(17)

SULIT 4531/2 bilangan garis medan magnet

b) the strength of magnetic field. Kekuatan medan magnet

[2 marks]

c) Diagram 10.3 shows a lifting electromagnets are used to lift and move iron and steel object such as scrap iron from place to place. Explain how it works.

Rajah 10.3 menunjukkan satu pengangkat electromagnet yang digunakan untuk mengangkat dan menggerakkan objek besi seperti bsi buruk dari satu tempat ke satu tempat yang lain. Terangkan bagaimana ia bekerja

d) Diagram 10.4 shows a simple motor to lift up the load.

Rajah 10.4 menunjukkan satu motor ringkas yang digunakan untuk mengangkat beban

Using appropriate physics concept, explain the use of suitable equipment to design a motor which enable it to move faster and to bring heavier load.

(18)

SULIT 4531/2

Menggunakan konsep fizik yang sesuai , terangkan dengan penggunaan perlatan yang sesuai untuk merekabentuk suatu motor yang membolehkan ia bergerak laju dengan membawa beban berat.

Dengan menggunakan pengetahuan tentang kesan konduktor membawa arus dalam medan magnet, terangkan cadangan anda berdasarkan aspek berikut:

i) The diameter of coil Diameter lengkaran ii) The thickness of wire

Ketebalan wire iii) The strength of magnet

Kekuatan magnet iv) The number of turns

Bilangan lilitan v) The shape of magnet

Bentuk magnet [10 marks]

Section C // Bahagian C

Answer any one question only in this section Jawab mana-mana satu soalan dalam bahagian ini

(19)

SULIT 4531/2

11 a) What is the meaning of thermal equilibrium ? Apakah maksud keseimbangan terma ?

[1 mark]

b) Temperature is a measure of the average kinetic energy of the molecules in a substance. We can use a thermometer to measure the temperature of a substance. Based on your knowledge of the concept of thermal equilibrium, explain how the thermometer reads the temperature of a cup of coffee as shown in Diagram 11.1.

Suhu adalah sukatan tenaga kinetik purata molekul-molekul dalam satu bahan. Kita boleh menggunakan termometer untuk menyukat suhu sesuatu bahan. Berdasarkan pengetahuan kamu dalam konsep keseimbangan terma, jelaskan bagaimana termometer membaca suhu secawan air kopi seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 11.1.

[4 marks] c) Diagram 11.2 shows a stone grinder.

Rajah 11.2 menunjukkan sebuah batu giling.

Diagram 11.2 / Rajahje 11.2 Thermometer

(20)

SULIT 4531/2

Table 1/Jadual 1

Table 1 shows the characteristics of five different materials. Explain the suitability of each of the characteristics for a stone grinder. Choose one material with the most suitable characteristics to be used in a stone grinder.Give reasons for your choice.

Jadual 1 menunjukkan ciri-ciri bagi empat bahan-bahan yang berbeza. Terangkan kesesuaian setiap ciri bahan itu bagi sebuah batu giling.Pilih satu bahan dengan ciri-ciri yang paling sesuai digunakan di dalam batu giling. Berikan alasan pilihan anda.

[10 marks]

d) Material Z with a mass of 200 g and a temperature of 30 °C is soaked in hot water in a polystyrene container. The mass of hot water is 300 g and its temperature is 90°C.

[Specific heat capacity of water is 4200 J kg -1_°C-1_] [Specific heat capacity of material Z is 405 J kg -1_°C-1_]

Bahan Z yang berjisim 200 g dan bersuhu 30 °C direndamkan ke dalam air panas dalam sebuah bekas polisterena.Air panas itu berjisim 300 g dan bersuhu 90 °C.

[Muatan haba tentu air ialah 4200 J kg -1_°C-1_] [Muatan haba tentu bahan Z ialah 405 J kg -1_°C-1_]

i) What is the final temperature of the water ? Berapakah suhu akhir air itu ?

[3 marks]

ii) What will happen to the final temperature of the water if the polystyrene container is replaced by a copper container ?

Apakah perubahan kepada suhu akhir air jika bekas polisterena itu diganti dengan bekas kuprum ?

[2 marks]

12 Diagram 12.1 shows a bulb labelled 12V, 24W. Material

Bahan

Density/

Ketumpatan/

kg m-3

Specific heat capacity/

Muatan haba tentu/

J kg-1_°C-1

Strength

Kekuatan KetegaranStiffness

P 10 000 405 _{Sangat tinggi}Very high _TinggiHigh

Q 8 800 3 500 _{Sangat tinggi}Very high _TinggiHigh

R 2 800 890 _{Sangat tinggi}Very high _RendahLow

S 1 680 4 800 _{Sangat tinggi}Very high _TinggiHigh

(21)

SULIT 4531/2 Rajah menunjukkan satu mentol berlabel 12V 24W.

a) i) What is meant by 12V 24 W ?

Apakah yang dimaksudkan dengan 12V 24W? [1 mark] ii) Why R is made of high resistance conductor ?

Mengapa R dibuat daripada konduktor berintangan tinggi? [1 mark]

iii) State 2 factor that affected the resistance of the conductor .Describe how the factors can affected the resistance of conductor.

Nyatakan 2 faktor yang mempengaruhi rintangan konduktor. Huraikan bagaimana faktor-faktor itu mempengaruhi rintangan konduktor itu.

[4 marks]

b) Diagram 12.2 shows three identical

resistors inan electric circuit that is connected to a supply voltage 12V.

Rajah12.2 menunjukkan tiga perintang yang serupa dalam satu litar elektrik yang disambungkan kepada bekalan elektrik 12 V.

Diagram 12.2/ Rajah 12.2 i) Calculate the effective resistance in circuit

Hitungkan rintangan berkesan dalam litar itu. [2 marks]

(22)

SULIT 4531/2 ii) What is the reading of the voltmeter?

Berapakah bacaan voltmeter ?

[2 marks]

c) You are assigned to investigate the characteristics of the power of heating coil and the design of the heating element is an electric kettle.

Anda ditugaskan untuk mengkaji ciri-ciri kuasa perintang dalam alat pemanas dan reka bentuk alat pemanas sebuah cerek elektrik.

Explain the suitability of every characteristics in the table and the determine the most suitable electric kettle to be used to boil the water faster and safely.

Terangkan kesesuaian setiap ciri dalam jadual dan seterusnya tentukan cerek elektrik yang manakah paling sesuai digunakan untuk memanaskan air supaya ianya cepat dan selamat.

Give reason for your answer.

Beri sebab untuk jawapan anda. [10 marks]

Earthing system/ Number of loop Sistem pembumian /Bilangan Gegelung

Material of heating coil Bahan gegelung pemanas

Power of heating coil Kuasa gegelung pemanas P Constantan Konstantan Power Kuasa 1000W Voltage Voltan 240V Q Nicrom Nikrom Power Kuasa 1 000 W Voltage Voltan 240 V R Nicrom Nikrom Power Kuasa 1500 W Voltage Voltan 240V

(23)