1. Rajah di atas menunjukkan satu tolok skru mikrometer digunakan untuk mengukurketebalan satu duit syiling. Rajah (a) menunjukkan ralat sifar tolok skru mikrometer.Rajah (b) menunjukkan bacaan tolok skru mikrometer semasa pengukuran.

(a) Namakan bahagian yang berlabel X.

-------------------------------------------------------------------------------------------- [1M]

(b) Hitungkan ketebalan sebenar duit syiling tersebut.

-------------------------------------------------------------------------------------------- [2M]

(c) Terangkan mengapa tolok skru mikrometer lebih sesuai diguna untuk mengukurketebalan duit syiling berbanding dengan angkup vernier.

--------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------- [1M]

csf04/2003 1

Fizik Tingkatan 4 – kertas 2 – Peperiksaan Akhir Tahun 2003(2 jam 30 minit – 100 markah)

BAHAGIAN A : Jawab semua soalan dalam ruang yang disediakan sahaja.

2. Sebuah motor elektrik digunakan untuk mengangkat beban yang berjisim 80 kg setinggi 15 m dalam masa 12 saat seperti pada rajah 2 di atas.

(a) Berapakah kerja yang dilakukan oleh motor itu untuk mengangkat beban? [1M]

(b) Berapakah pertambahan tenaga keupayaan graviti beban tersebut. [1M]

(c) Tentukan kuasa motor. [1M]

(d) Jika motor tersebut diganti dengan satu motor yang berkuasa lebih tinggi, apa akan berlaku kepada masa untuk mengangkat beban? Terangkan jawapan anda.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------- [2M]

csf04/2003 2

Motor

Tali ringan

Beban

Lantai

15 m

Rajah 2

3. Rajah 3 di bawah menunjukkan tiga bekas berisi air yang berlainan bentuk.

(a) (i) Bandingkan tekanan pada titik X, Y dan Z.

------------------------------------------------------------------------------------ [1M]

(ii) Terangkan jawapan anda di (a)(i)

------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------ [2M]

(b) Tiga bekas tersebut kemudian ditutup dengan omboh seperti rajah di bawah.Tiga pemberat yang sama kemudian diletakkan di atas omboh.

csf04/2003 3

X Y Z

X Y Z

(b)(i) Bandingkan tekanan pada titik X, Y dan Z.

------------------------------------------------------------------------------------ [1M]

(ii) Terangkan jawapan anda di (b)(i)

------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------ [2M]

4. Rajah di bawah menunjukkan sebuah troli berjisim 0.8 kg dimampatkan kepada spring yang dilekat pada dinding dengan daya yang bertambah dari 0 N ke 12 N . Graf daya lawan mampatan spring diplotkan.

csf04/2003 4

0.8 kg 1.5 kg

12 N

Daya, F/N

12

18 Mampatan spring, x/cm0

Plastisin

(a) Nyatakan hubungan antara daya dan jarak mampatan spring.

...........................................................................…………………………… [1M]

(b) Apakah kuantiti yang diperolehi daripada luas di bawah graf.

...........................................................................…………………………. [1M]

(c) Troli ditolak dengan daya 12 N, kemudian dilepaskan dan melanggar dengan satu troli berjsim 1.5 kg yang pegun.Kedua-duanya melekat selepas perlanggaran.

(i) Berapakah halaju awal troli semasa troli berjisim 0.8 kg itu dilepaskan. [2M]

(ii) Berapakah halaju kedua-dua troli selepas perlanggaran. [3M]

5. Sebuah kapal pulang dari Laut Selat Melaka ke Muara Sungai Muar. Rajah di atasmenunjukkan kedudukan kapal di kedua-dua tempat tersebut.

csf04/2003 5

Rajah 5 (a) Rajah 5 (b)

(a)(i) Nyatakan pemerhatian anda tentang bahagian yang tenggelam.

---------------------------------------------------------------------------------- [1M]

(ii) Nyatakan inferens anda tentang isipadu yang disesarkan oleh kapalapabila bergerak dari Laut Selat Melaka ke Muara Sungai Muar.

----------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------- [2M]

(b)(i) Tunjukkan daya-daya yang bertindak pada kapal di rajah (a). [2M]

(ii) Nyatakan prinsip yang terlibat dalam situasi di atas.

----------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------- [1M]

(c) Apakah hipotesis yang sesuai dengan pemerhatian di atas.

----------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------- [2M]

6. Rajah (a) di atas menunjukkan satu turus udara 8 cm diperangkap oleh turus merkuri 4 cm secara mendatar. Suhu dan tekanan tiub adalah 27 0C (300 K) dan 76 cm Hg masing-masing.

csf04/2003 6

8cm

Suhu, = 27 0C (300 K)Tekanan, P = 76 cm Hg

PanjangMerkuri = 4 cm

(a)

(b) x cm

(c)

Suhu, = 87 0C

y cm

(a) Jika tiub tersebut ditegakkan seperti pada rajah (b),

(i) Nyatakan pemerhatian, apabila tiub ditegakkan.

-------------------------------------------------------------------------------------- [1M](ii) Kirakan panjang turus udara, x yang baru.

--------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------- [2M]

(iii) Nyatakan Prinsip yang terlibat dalam pengiraan (ii) di atas.

--------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------- [1M]

(b) Jika tiub di (a) dipanaskan sehingga 87 0C seperti pada rajah (c),

(i) Nyatakan pemerhatian, apabila tiub dipanaskan.

-------------------------------------------------------------------------------------- [1M](ii) Kirakan panjang turus udara, y yang baru.

--------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------- [2M]

(iii) Nyatakan Prinsip yang terlibat dalam pengiraan (ii) di atas.

--------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------- [1M]

csf04/2003 7

7. Rajah di bawah menunjukkan tiga jenis cermin digunakan untuk mengkaji ciri-ciriimej paku.

csf04/2003 8

mataRajah 7 (a)

f c

c f

Rajah 7 (b)

Rajah 7 (c)

mata

mata

(a) Lengkapkan rajah sinar pada rajah di atas. [6M]

(b) Berdasarkan imej yang anda lukis, nyatakan tiga ciri imej paku bagi

(i) cermin satah : ____________ , ____________ dan ___________

(ii) cermin cekung : ____________ , ____________ dan ___________

(iii) cermin cembung : ____________ , ____________ dan ___________

[3M]

(c) Berikan satu aplikasi bagi cermin cembung.

---------------------------------------------------------------------------------------------- [1M]

8. Rajah 8(a) dan 8(b) di atas menunjukkan dua kaedah seorang pekerja menolak sebuah amplifier menaiki sebuah satah condong ke atas pentas setinggi 1.2 m. Jika jisim amplifier

itu ialah 25 kg dan daya geseran antara amplifier dengan satah condong ialah 60 N.

(a) Hitungkan daya minimum untuk menolak amplifier ke atas bagi kaedah (a).

[2M]

(b) Hitungkan daya minimum untuk menolak amplifier ke atas bagi kaedah (b).

[2M]

csf04/2003 9

Rajah 8 (a) Rajah 8 (b)

(c) Kaedah manakah lebih senang untuk pekerja menggerakkan amplifier ke atas pentas? Terangkan jawapan anda.

-------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------- [2M]

(d) Seorang pemerhati menyatakan bahawa jika amplifier diletak di atas sebuah troli ringan, daya untuk menolak amplifier ke atas pentas dapat dikurangkan. Adakah anda bersetuju dengan kenyataan pemerhati itu? Ulaskan jawapan anda.

-------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------- [2M]

(e) Hitungkan kerja yang dilakukan untuk menolak amplifier ke atas pentas bagikaedah (a).

[2M]

(f) Hitungkan kerja yang dilakukan untuk menolak amplifier ke atas pentas bagikaedah (b).

[2M]

csf04/2003 10

BAHAGIAN B : Jawab satu soalan sahaja. Semua jawapan hendaklah ditulis dalam kertas kajang.

1. Rajah 9 menunjukkan dua silinder aluminium dan kuprum yang berjisim 1 kg masing-masing dipanaskan dengan pemanas rendam 50 watt untuk menentukan muatan haba tentu kedua-dua jenis logam tersebut. Suhu awal kedua-dua silinder adalah sama iaitu 29 0C. Selapas 6 minit, suhu akhir adalah seperti yang diperhatikan dalam rajah di bawah.

(a) (i) Apakah yang dimaksudkan dengan muatan haba tentu? [1M]

(ii) Perhatikan bacaan termometer pada rajah di atas. Bandingkan kenaikan suhu bagi kedua-dua logam tersebut.

Hubungkaitkan perubahan suhu dengan jenis logam untuk membuat kesimpulan tentang satu konsep fizik yang berkaitan dengan muatan haba tentu logam.Diberi bahawa muatan haba tentu aluminium sebenar ialah 900 J kg-1 0C-1 danmuatan haba tentu kuprum ialah 387 J kg-1 0C-1.

[4M]

csf04/2003 11

40

50

70

80Rajah 9(a)

Rajah 9(b)

(b) (i) Hitungkan muatan haba tentu aluminium dan kuprum yang ditentukan dalam

eksperimen ini. ( ) [3M]

(ii) Terangkan mengapa muatan haba tentu yang ditentukan dalam eksperimen iniadalah berbeza dengan nilai sebenar. [2M]

(c) Sebuah periuk tekanan yang baik dapat memasak makanan dengan cepat dan mengekalkan rasa enak makanan dengan menggunakan tekanan dan haba yang tinggi.

Menggunakan konsep fizik yang sesuai, cadang dan terangkan ciri dan rekabentuk sebuah periuk tekanan yang dapat memasak makanan dengan cepat. [10M]

2. Rajah 10(a) menunjukkan satu tiub venturi yang disambung kepada paip air. Tiub venturi tersebut mempunyai dua bahagian A dan B yang berbeza luas keratannya..

(a) (i) Berikan maksud tekanan berserta dengan unit SInya. [2M]

(ii) Perhatikan rajah di atas. Bandingkan luas keratan rentas dan ketinggian airA dan B.

Hubungkaitkan halaju air dan tekanan air di A dan B untuk membuat satu kesimpulan tentan konsep fizik yang berkaitan. [6M]

(b) Satu bahagian paip seperti pada rajah 10(b) disambungkan kepada tiub tersebut. Lakarkan paras air yang dijangkakan pada rajah 10(b). Terangkan jangkaan anda.

[2M]

csf04/2003 12

Rajah 10(a) : Tiub Venturi

X

Y

BARajah 10(b)

(c) Rajah 11 menunjukkan sebuah penyembur cat kereta yang direka oleh seorang pekerja bengkel. Penyembur cat tersebut tidak dapat berfungsi dengan baik.

Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan pengubahsuaian yang perlu dilakukan kepada penyembur cat tersebut untuk mengecat kereta yang banyak dengan laju dan berkualiti. [10M]

csf04/2003 13

Cat

X Y

Udaradari pemampat

BAHAGIAN C : Jawab satu soalan sahaja. Semua jawapan hendaklah ditulis dalam kertas kajang.

1. Anda seorang penyelidik telah ditugaskan mengkaji ciri-ciri cecair dalam jadual 1 untuk digunakan sebagai agen penyejuk dalam sebuah peti sejuk.

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan Haba Pendam Tentu Pengewapan? [2M]

(b) Dengan bantuan gambarjah berlabel, huraikan prinsip kerja sebuah peti sejuk.[5M]

Ciri

Cecair

Haba Pendam Tentu

Pengewapan / J kg-1 oC-1

Takat didih / 0C

KelikatanKemudahan menjadi

cecair apabila dimampat

P 0.9 x 105 16 Tinggi Sederhana

Q 3.4 x 105 40 Rendah Senang

R 4.1 x 105 90 Sederhana Sederhana

S 1.4 x 105 80 Rendah Senang

T 4.8 x 105 120 Tinggi Susah

(c) (i) Terangkan kesesuaian ciri-ciri cecair dalam jadual di atas untuk dijadikan agen penyejuk dalam sebuah peti sejuk.

(ii) Seterusnya, tentukan cecair yang paling sesuai untuk dijadikan agen penyejuk itu dan berikan sebab untuk pilihan anda.

[10M]

(d) Sebuah penyaman udara menggunakan sejenis bahan X yang mempunyai HabaPendam Tentu 3.6 x 105 J kg-1 oC-1 sebagai agen penyejuk. Penyaman udara tersebut dapat menukar 2 kg agen penyejuk tersebut kepada wap setiap minit. Anggarkan kuasa elektrik yang diperlukan untuk penyaman udara tersebut. [3M]

csf04/2003 14

2. Anda sebagai seorang penyelidik telah ditugaskan mengkaji ciri-ciri alang logam untuk dijadikan sebagai kren pembinaan

Jadual di bawah menunjukkan ciri-ciri alang logam P, Q, R dan S.

Ciri

Logam

Ketumpatan/ kg m-3 Kekuatan ketegaran

Kadarpengaratan

Bentuk

P 7800 Tinggi Tinggi Rendah Kuboid berongga

Q 8300 Sederhana Rendah Rendah Kuboid berisi

R 8900 Tinggi Tinggi Sederhana Bentuk L

S 11300 Tinggi Sederhana Tinggi Kuboid berisi

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan(i) ketumpatan(ii) kekuatan bahan(iii) ketegaran [3M]

(b) (i) Terangkan kesesuaian ciri-ciri alang logam dalam jadual di atas untuk dijadikan kren pembinaan.

(ii) Tentukan alang logam yang paling sesuai dijadikan sebagai kren pembinaan dan berikan sebab.

[10M]

(c) (i) Seorang pelajar A telah membina sebuah model kapal yang berjisim 1.2 kg dan berisipadu 800 cm3. Dengan membuat pengiraan dan membandingkan ketumpatan air dan kapal, tentukan sama ada kapal itu terapung atau tenggelam dalam air.( diberi ketumpatan air air = 1000 kg m-3 ) [3M]

(ii) Seorang pelajar B juga membina sebuah model kapal dengan jisim 1.2 kg, tetapi isipadu kapalnya ialah 1600 cm3. Tentukan sama ada kapal itu terapung dalam air. [2M]

(iii) Ramalkan tanpa pengiraan, sama ada sebuah model kapal berjisim 1.2 kg dan berisipadu 5000 cm3 boleh terapung dalam air. Terangkan jawapan anda.

[2M]

catatan : Pastikan anda menggunakan unit SI semasa pengiraan.

-------------------------------------- KERTAS SOALAN TAMAT ---------------------------------

csf04/2003 15