SULIT 4531/3 FIZIK Kertas 3 1 ½ jam
Nama : …………………………………………………. Tingkatan : …………………………………………….
JABATAN PENDIDIKAN KELANTAN
FIZIK – SET 1 KERTAS 3 Masa : 1 Jam 30 minit
JANGAN BUKA KERTAS SOALAN INI SEHINGGA DIBERITAHU
Untuk Kegunaan Pemeriksa 1.
Kertas soalan ini adalah dalam dwibahasa.
2.
Soalan dalam Bahasa Inggeris mendahului soalan sepadan dalam bahasa Melayu
3.
4
Calon dibenarkan menjawab keseluruhan atau sebahagian soalan sama ada dalam bahasa Inggeris atau bahasa Melayu. Calon dikehendaki membaca maklumat di halaman belakang kertas soalan ini
Kod Pemeriksa : Markah Bahagian Soalan Penuh
A
1
16
2
12
3
12
4
12
B
Jumlah
______________________________________________________________________ Kertas soalan ini mengandungi 14 halaman bercetak. ..../LIHAT SEBELAH
Markah Diperolehi
Section A Bahagian A [28 marks] [28 markah] Answer all questions in this section. Jawab semua soalan dalam bahagian ini.
1.
A student carries out an experiment to investigate the relationship between the speed of a trolley, v and the height of the trolley on the inclined plane from the surface, h. The arrangement of the apparatus is shown in Diagram 1.1. Seorang pelajar menjalankan satu eksperimen untuk menyiasat hubungan antara halaju sebuah troli, v dan ketinggian troli itu di atas landasan daripada permukaan, h. Susunan radas eksperimen seperti yang ditunjukkan pada Rajah 1.1.
Diagram 1.1 Rajah 1.1 The student started the experiment with a height of the trolley on the inclined plane from the surface, h = 20.0 cm. The trolley is released as the power supply is switched on. When the trolley reached at end of the plane, the power supply is switched off and the ticker tape is analysed. Pelajar itu memulakan eksperimen dengan ketinggian troli itu di atas landasan daripada permukaan, h = 20.0 cm. Troli itu dilepaskan sebaik sahaja bekalan kuasa dihidupkan. Apabila troli itu sampai pada penghujung landasan, bekalan kuasa dimatikan dan pita detik dianalisa.
Diagram 1.2 shows a stripe of a ticker tape which consists of 10 ticks obtained from the experiment. Rajah 1.2 menunjukkan sekeping jalur pita detik yang mengandungi 10 detik yang diperoleh daripada eksperimen itu.
Diagram 1.2 Rajah 1.2 S1 = ………………………. Height, h = 20.0 cm Ketinggian, h = 20.0 cm The experiment is repeated height h = 30.0 cm, 40.0 cm, 50.0 cm and 60.0 cm. The corresponding stripes of ticker tapes are shown in Diagram 1.3, 1.4, 1.5 and 1.6. Eksperimen itu diulangi dengan ketinggian, h= 30.0 cm, 40.0 cm, 50.0 cm dan 60.0 cm. Jalur-jalur pita detik yang sepadan ditunjukkan dalam Rajah 1.3, 1.4. 1.5 dan 1.6.
Diagram 1.3 Rajah 1.3 S2 = ………………………… Height, h = 30.0 cm Ketinggian, h = 30.0 cm
Diagram 1.4 Rajah 1.4 S3 = ………………………… Height, h = 40.0 cm Ketinggian, h = 40.0 cm
Diagram 1.5 Rajah 1.5 S4 = ………………………… Height, h = 50.0 cm Ketinggian, h = 50.0 cm
Diagram 1.6 Rajah 1.6 S5 = ………………………… Height, h = 60.0 cm Ketinggian, h = 60.0 cm (a)
For the experiment describe, identify: Bagi eksperimen yang diterangkan, kenal pasti:
(i)
(ii)
(iii)
The manipulated variable Pemboleh ubah dimanipulasikan ……………………………………………………………………………… [1 mark] [1 markah] The responding variable Pemboleh ubah bergerak balas ……………………………………………………………………………… [1 mark] [1 markah] The constant variable Pemboleh ubah dimalarkan ……………………………………………………………………………… [1 mark] [1 markah]
(b)
(i)
Based on Diagram 1.1, determine the time taken for 10 ticks, t. Berdasarkan Rajah 1.1, tentukan masa untuk 10 detik, t. t=
……………………. s [1 mark] [1 markah]
(ii)
Based on Diagram 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 and 1.6, measure the length of the ticker tape, S. Berdasarkan Rajah 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 dan 1.6, ukur panjang pita detik, S. [2 marks] [2 markah]
(iii)
Calculate the speed of the trolley using the formula:
Tabulate your data for all values of h, S and v, in the space below.
Hitung laju troli menggunakan rumus:
Jadualkan data anda bagi semua nilai h, S dan v, dalam ruang di bawah.
[4 marks] [4 markah] (c)
On the graph paper, draw a graph of v against h. Pada kertas graf, lukiskan graf v melawan h. [5 marks] [5 markah]
(d)
Based on the graph, state the relationship between v and h. Berdasarkan graf anda nyatakan hubungan antara v dan h. ..............................................................………………………………............. [1 mark] [1 markah]
2.
A student carries out a Young’s double slit experiment to investigate the relationships between the distance between two slits, a, and the distance between two consecutive bright red fringes, x , of red light. The results of this experiment are shown in the graph of a against in Diagram 2.1.
Seorang murid menjalankan satu eksperimen dwicelah Young untuk mengkaji hubungan antara jarak di antara dua celah, a, dengan jarak antara dua pinggir merah cerah yang berturutan, x , bagi cahaya merah. Keputusan eksperimen ditunjukkan oleh graf a melawan
dalam Rajah 2.1.
(a) Based on the graph in Diagram 2.1; Berdasarkan graf pada Rajah 2.1; (i) State the relationship between a and x. Nyatakan hubungan antara a dengan x. ……………………………………………………………………………………… [ 1 mark ] [ 1 markah ] (ii) Determine the value of x when a = 0.5 mm. Show on the graph, how you determine the value of x. Tentukan nilai x, jika a = 0.5 mm. Tunjukkan pada graf itu bagaimana anda menentukan nilai x.
x = ........................... mm [ 3 marks ] [ 3 markah ]
(iii) Calculate the gradient , m, of the graph. Show on the graph how you determine m. Hitungkan kecerunan, m, bagi graf itu. Tunjukkan pada graf bagaimana anda menentukan m.
itu
[ 3 marks ] [ 3 markah ] (b) The wavelength of the red light used can be determined using the formula ; m λ= 10 6 , where m is the gradient of the graph and D is the distance of D the screen from the double slit. In this experiment, D = 2.0 m. Calculate the value of λ. Panjang gelombang bagi cahaya merah yang digunakan boleh ditentukan m dengan menggunakan formula λ = 10 6 ,di mana m ialah kecerunan graf D dan D ialah jarak skrin dari dwicelah. Dalam eksperimen ini, D = 2.0 m. Hitungkan nilai λ.
[ 2 marks ] [ 2 markah ]
(c) This experiment is repeated by using a source of blue light. Eksperimen ini diulang dengan menggunakan sumber cahaya biri. (i) What happens to the gradient of the graph, m ? Apakah yang berlaku kepada kecerunan graf, m ? ...................................................................................................................... [ 1 mark ] [ 1 markah ] (ii) Give one reason for the answer in 2(c)(i). Berikan satu sebab bagi jawapan di2(c)(i). ...................................................................................................................... [ 1 mark ] [ 1 markah ] (d) State one precaution that can be taken to improve the accuracy of the readings in this experiment. Nyatakan satu langkah berjaga-jaga yang perlu diambil untuk memperbaiki ketepatan bacaan dalam eksperimen ini. ............................................................................................................................ [ 1 mark ] [ 1 markah ]
Section B Bahagian B [12 marks] [12 markah] Answer any one question from this section. Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini 3.
Diagram 3.1 shows a balloon filled with air is placed between two books at room temperature Diagram 3.2 shows the same balloon is placed at the same position after been left in the ice box for 30 minutes. There is an extra space between the two books. Rajah 3.1 menunjukkan sebiji belon berisi udara diletakkan antara dua biji buku pada suhu bilik. Rajah 3.2 menunjukkan belon yang sama diletakkan pada kedudukan yang sama selepas dibiarkan dalam kotak ais selama 30 minit. Didapati ada ruang antara dua biji buku itu.
Diagram 3.1 Rajah 3.1
Diagram 3.2 Rajah 3.2
Based on the information and observation: Berdasarkan maklumat dan pemerhatian: (a)
State one suitable inference. Nyatakan satu inferens yang sesuai.
[1 mark] [1 markah]
(b)
State one suitable hypothesis. Nyatakan satu hipotesis yang sesuai.
[1 mark] [1 markah]
(c)
With the use of apparatus such as capillary tube, beaker and other apparatus, describe one experiment to investigate the hypothesis stated in 3(b). Dengan menggunakan radas seperti tiub kapilari, bikar dan lain-lain radas, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan dalam 3(b). In your description, state clearly the following: Dalam penerangan anda, nyatakan dengan jelaskan perkara berikut : (i)
The aim of the experiment. Tujuan eksperimen.
(ii)
The variables in the experiment. Pembolehubah yang terlibat.
(iii)
The list of apparatus and materials. Senarai radas dan bahan
(iv)
The arrangement of the apparatus. Susunan radas.
(v)
The procedure of the experiment which should include one method of controlling the manipulated variable and one method of measuring the responding variable. Prosedur eksperimen yang mesti termasuk satu kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasikan dan satu kaedah untuk mengukur pembolehubah bergerak balas.
(vi)
The way to tabulate the data. Cara untuk menjadualkan data
(vii)
The way to analyse the data. Cara untuk menganalisis data. [10 marks] [10 markah]
4.
Diagram 4.1 and Diagram 4.2 show an identical bulbs connected to the conductor wires of identical thickness but of different length. When the power supply is switched on, the bulbs lighted with different brightness. Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 menunjukkan mentol yang serupa disambungkan pada dawai konduktor yang mempunyai ketebalan yang sama tetapi panjang yang berbeza . Apabila bekalan kuasa dihidupkan, mentol itu menyala dengan kecerahan yang berbeza.
Diagram 4.1 Rajah 4.1
Diagram 4.2 Rajah 4.2
Based on the information and observation : Berdasarkan maklumat dan pemerhatian tersebut : (a)
State one suitable inference, Nyatakan satu inferens yang sesuai. [1 mark] [1 markah]
(b)
State one hypothesis that could be investigated. Nyatakan satu hipotesis yang boleh disiasat. [1 mark] [1 markah]
(c)
With the use of apparatus such as a dry cells, constantan wire and other apparatus, describe one experiment to investigate the hypothesis stated in 4(b). Dengan menggunakan radas seperti sel kering ,wayar konstantan dan lain-lain radas, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan di 4(b). In your description, state clearly the following: Dalam penerangan anda nyatakan dengan jelas perkara berikut (i) (ii) (iii) (iv) (v)
(vi) (vii)
The aim of an experiment. Tujuan eksperimen. The variables in the experiment. Pemboleh ubah dalam eksperimen. The list of apparatus and materials. Senarai radas dan bahan. The arrangement of the apparatus Susunan radas. The procedure of the experiment. Describe how to control the manipulated variable and how to measure the responding variable. Prosedur yang digunakan dalam eksperimen. Terangkan bagaimana mengawal pembolehubah dimanipuasikan dan bagaimana mengukur pembolehubah bergerak balas. The way to tabulate the data Cara untuk menjadualkan data The way to analyse the data Cara untuk menganalisis data [10 marks] [10 markah] END OF QUESTION KERTAS SOALAN TAMAT
SKEMA PAPER 3 SET 1
Question
Answer
Mark
1 (a)
(i)
Height
1
Total mark 1
(ii)
Length of ticker tape // speed
1
1
(iii) Mass (of trolley)
1
1
(i)
1
1
2
2
(b)
(ii)
1/5 s / 0.2 s S1 = 4.5 cm S2 = 6.3 cm S3 = 8.1 cm S4 = 9.9 cm S5 = 11.8 cm Betul semua dapat 2 markah (terima selisih ± 0.1 cm) Salah 2 dapat 1 markah Salah lebih daripada 2 0 markah
(iii) M1
M2
Ada 3 lajur dan 5 baris // ada 5 lajur dan 3 baris Pada lajur / baris pemboleh ubah ditulis TAJUK, SIMBOL dan UNIT yang betul
1
Setiap nilai h dan S adalah konsisten (terima ukuran salah dalam (b)(ii)
1
M3 & M4 Nilai v semua betul dan konsisten (Salah satu atau dua dapat M3 shj) Height, h (cm) 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 (c)
Length of ticker tape, S (cm) 4.5 6.3 8.1 9.9 11.8
1, 1 4
Speed, v (cms-1) 22.5 31.5 40.5 49.5 59.0
M1 Paksi betul – y adalah v dan x adalah h
1
M2 Unit pada paksi betul (terima jika paksi terbalik)
1
M3 Skala betul dan graf plot memenuhi 2/3 kertas graf
1
M4 Pindah titik betul
1
M5 Bentuk graf betul – Graf garis lurus melalui asalan
1
5
(d)
2 (a)
v is directly proportional to h
(i)
(ii)
(iii)
1
1
TOTAL
16 M
a is inversely proportional to x a berrkadar secara songsang dengan x
1
1
show on the graph when a = 0.5, 1/ x = 0.4
1
1/x = 0.4
1
x = 3.5 mm
1
Draw a sufficient large triangle on the graph at least 10 cm x 8cm ( 5 big squares x 4 big squares)
1
Gradient = (0.5 – 0 ) (0.4 – 0 ) = 1.25 mm2 (correct unit) (b)
λ=
m 10 6 , D
λ=
1.25 10 6 , 2
λ = 6.25 x 10 ‒7 m (correct unit) (c)
(ii)
(ii)
the gradient decreases kecerunan berkurang
1 1
3
1
1 2
1
1
1
1
1
1
wavelength is directly proportional to gradient./ wavelength of the blue light is smaller than red light. panjang gelombang berkadar secara terus dengan kecerunan/ Panjang gelombang cahaya biru lebih pendek daripada cahaya merah
(d)
3
The position of the eye must be perpendicular with the scale of the metre rule to avoid parallax error. Kedudukan mata mesti berserenjang dengan skala pembaris meter untuk mengelakkan ralat paralaks. Total mark
12
3 (a)
Volume of air / gas depends on temperature
1
(b)
When temperature decreases, volume of air / gas decreases // vice-versa M1 To investigate the relationship between volume of air (trapped) and temperature
1
M2
MV RV
1
M3
FV
M4
Capillary tube, thermometer, water, metre rule and sulphuric Acid
(c)
Temperature Volume of air trapped Mass of air / Air pressure
1
1 1
M5
1
M6
M7
M8
The apparatus is set-up as shown. The water is heated until the temperature Ɵ = 30 oC. The solution is heated slowly and stirred constantly.
1
The length of trapped air, l is measured. The length of trapped air represents the volume of trapped air.
1
The experiment is repeated with Ɵ = 40 oC, 50 oC, 60 oC and 70 oC.
1
M9 (Temperature,) Ɵ ( oC) 30 40 50 60 70
(Length of trapped air, ) l (cm) 1
M10
l 1
ɵ TOTAL 4(a)
(b)
(c)
Inference: Resistance// brightness of bulb depends on the length of the conductor wire Hypothesis When the length increase , the resistance increase Aim : To investigate the relationship between the length of the conductor wire and resistance
12 M
1
1 1
Variable : Manipulated : length Responding : resistance / voltage
1
Fixed
1
: thickness of conductor
Apparatus and material Dry cells, insulated constantan wire, connector wire, ammeter, voltmeter, rheostat , switch, meter rule
1
Set up apparatus
1 Dawai konstantan
Procedure: A 20 cm length of constantan wire s.w.g. 30 is connected to a circuit as shown in diagram above.
1
Adjust the rheostat until the ammeter reading is I = 0.2 A. Measure the corresponding reading on the voltmeter, V Calculate the resistance of conductor using equation;
1
R = V/I Repeat the experiment by changing the length of wire to 40 cm, 60 cm, 80 cm and 100 cm.
1
Tabulating data
Length, l /cm
Resistance,R/ 1
20 40 60 80 100
Analyzing data: R
1 l / cm TOTAL MARK
12
