New Page 1

4531/3

4531/3

Fizik

Kertas 3

Mei

2013

1 jam

PEPERIKSAAN PERTENGAHAN TAHUN 2013TINGKATAN 4PHYSICS (FIZIK)

Paper 31 jam tiga puluh minit

JANGAN BUKA KERTAS SOALAN INI SEHINGGA DIBERITAHU

Kertas soalan ini mengandungi 12 halaman bercetakBAHAGIAN A

[28 markah]Jawab semua soalan dalam bahagian ini

1Seorang murid menjalankan satu eksperimen untuk mengkaji hubungan antara bilangan helaian kertas, n, dan ketebalannya, T. Sebuah tolok skru mikrometer digunakan untuk mengukuh ketebakan helaian kertas tersebut. Rajah 1.1 menunjukkan ralat sifar, X, tolok skru mikrometer tersebut.

Rajah 1.1

Rajah 1.2 menunjukkan bacaan, t, pada tolok skru mikrometer apabila bilangan helaian kertas, n = 20.

n = 20

t = Rajah 1.2

Prosedur tersebut diulangi dengan bilangan helaian kertas, n = 40, 60, 80 dan 100. Bacaan tolok skru mikrometer yang sepadan ditunjukkan pada Rajah 1.3, 1.4, 1.5 dan 1.6.

n = 40

t = Rajah 1.3

n = 60

t = Rajah 1.4

n = 80

t = Rajah 1.5

n = 100

t = Rajah 1.6

(a)

Bagi eksperimen yang diterangkan, kenal pasti:

(i)

Pembolehubah dimanipulasikan

[1 markah]

(ii)

Pembolehubah bergerak balas

[1 markah]

(iii)

Pembolehubah dimalarkan

[1 markah]

(b)

(i)

Berdasarkan Rajah 1.1, tentukan ralat sifar, X, tolok skru mikrometer tersebut.

X =

mm

[1 markah](ii)

Berdasarkan Rajah 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 dan 1.6, tentukan ketebalan, t, helaian kertas. Tulis jawapan anda dalam ruang yang disediakan dalam Rajah 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 dan 1.6. Bacaan sebenar ketebalan helaian kertas, T, ditentukan dengan menggunakan formula:

T = t X

di mana X adalah ralat sifar tolok skru mikrometer. Jadualkan data anda bagi semua nilai n, t dan T dalam ruang di bawah.

[6 markah](c)

Lukis graf T melawan n pada sehelai kertas graf.[5 markah](d)

Berdasarkan graf di 1(c), nyatakan hubungan antara T dengan n.

[1 markah]

2Seorang murid menjalankan satu eksperimen untuk mengkaji hubungan antara tempoh ayunan suatu spring yang dimuatkan, T, dengan jisim muatnya, m. Keputusan eksperimen tersebut ditunjukkan oleh graf T2 melawan m dalam Rajah 2.1.

Rajah 2.1

(a)

Berdasarkan graf dalam Rajah 2.1:(i)

Nyatakan hubungan antara T2 dan m.

[1 markah](ii)

Tentukan nilai m apabila tempoh ayunan, T = 3 s. Tunjukkan pada graf tersebut bagaimana anda tentukan nilai m.

m =

[2 markah](b)

(i)

Hitung kecerunan, h, graf tersebut. Tunjukkan pada graf bagaimana anda hitung kecerunan tersebut.

[3 markah](ii)

Pemalar spring, k, suatu spring boleh ditentukan dengan formula yang berikut:

h = EQ \F(42,k)

di mana h ialah kecerunan graf tersebut. Hitung nilai k, menggunakan = 3.142.

[3 markah](c)

Eksperimen tersebut diulangi dengan menggunakan satu spring yang lebih kaku.

(i)

Apakah yang berlaku kepada kecerunan graf, h?

[1 markah](ii)

Berikan satu sebab bagi jawapan di 2(c)(i).

[1 markah](d)

Nyatakan satu langkah berjaga-jaga yang boleh dilakukan untuk menambah kejituan eksperimen tersebut.

[1 markah]

BAHAGIAN B

[12 markah].Jawab salah satu soalan dalam bahagian ini.3Rajah 3.1 menunjukkan dua buah roda kayu. Satu daripada roda sebahagiannya bersalut timah. Kedua-dua roda itu adalah sama saiz dan diputarkan dengan halaju sama.

Rajah 3.1

Rajah 3.2 menunjukkan roda yang sebahagiannya bersalut timah itu dapat berputar dengan lebih lama.

Rajah 3.2

Berdasarkan maklumat dan pemerhatian di atas:

(a)

Nyatakan satu inferens yang sesuai.

[1 markah]

(b)

Nyatakan satu hipotesis yang sesuai.

[1 markah](c)

Dengan menggunakan radas seperti bilah gergaji, plastisin, dan radas-radas lain, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang anda nyatakan di (b).

Dalam penerangan anda, jelaskan perkara berikut:

(i)

Tujuan eksperimen

(ii)

Pemboleh ubah dalam eksperimen

(iii)

Senarai radas dan bahan

(iv)

Susunan radas

(v)

Prosedur eksperimen termasuk kaedah mengawal pemboleh ubah dimanipulasikan dan kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas

(vi)

Cara untuk menjadualkan data

(vii)

Cara untuk menganalisis data

[10 markah]

4Rajah 4.1 menunjukkan seorang lelaki sedang menolak sebuah kereta sorong dengan beban di dalamnya. Kereta sorong itu bergerak dengan pecutan yang kecil.

Rajah 4.1

Rajah 4.2 menunjukkan lelaki itu sedang menolak kereta sorong yang sama dengan daya yang sama tanpa beban di atasnya. Kereta sorong itu bergerak dengan pecutan yang lebih besar.

Rajah 4.2

Berdasarkan maklumat dan pemerhatian di atas:

(a)

Nyatakan satu inferens yang sesuai.

[1 markah]

(b)

Nyatakan satu hipotesis yang sesuai.

[1 markah](c)

Dengan menggunakan radas seperti bilah gergaji, plastisin, dan radas-radas lain, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang anda nyatakan di (b).

Dalam penerangan anda, jelaskan perkara berikut:

(i)

Tujuan eksperimen

(ii)

Pemboleh ubah dalam eksperimen

(iii)

Senarai radas dan bahan

(iv)

Susunan radas

(v)

Prosedur eksperimen termasuk kaedah mengawal pemboleh ubah dimanipulasikan dan kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas

(vi)

Cara untuk menjadualkan data

(vii)

Cara untuk menganalisis data

[10 markah]

Answer:1(a)

(i)

Bilangan helaian kertas, nNumber of sheets of paper, n(ii)

Ketebalan, tThickness, t(iii)

Jenis kertasType of paper(b)

(i)

0.01 mm

(ii)

nt/mmT/mm20

2.15

2.14

40

4.29

4.28

60

6.43

6.42

80

8.57

8.56

100

10.71

10.70

(c)

(d)

T adalan berkadar secara langsung dengan n.T is directly proportional to n.

2(a)

(i)

T2 berkadar langsung dengan m.T2 directly proportional to m.(ii)

20 g

(b)

(i)

h = 0.445 s2 g1(b)

(ii)

88.739 g s2(c)

(i)

Kecerunan berkurangGradient decreases(ii)

Semakin keras spring, semakin cepat ia berayun.The harder the spring, the faster it oscillates.(d)

Ulangi pengukuhan dan hitung bacaan purata untuk mengurangkan ralat.Repeat the measurements and calculate the average reading to reduce errors.

3(a)

Masa untuk jasad berhenti berputar dipengaruhi oleh jisimThe time taken for the body to stop spinning is influenced by the mass(b)

Semakin besar jisim, semakin lama jasad berputarThe bigger the mass is, the longer the body will spin(c)

(i)

Tujuan eksperimen:Aim of experiment:

Menyiasat hubungan antara jisim dengan tempoh ayunanTo investigate the relationship between mass and period of oscillation

(ii)

Pemboleh ubah dalam eksperimen:Variables in the experiment:

Dimanipulasikan: Jisim plastisinManipulated: Mass of plasticineBergerak balas: Tempoh ayunanResponding: Period of oscillationDimalarkan: Panjang bilah gergajiConstant: The length of the hacksaw blade(iii)

Senarai radas dan bahan:List of apparatus and materials:

Bilah gergaji, plastisin, pengapit-G, dan jam randikHacksaw blade, plasticine, G-clamp and stopwatch

(iv)

Susunan radas:Arrangement of the apparatus:

(v)

Prosedur:Procedure:1.

Bilah gergaji diapit secara mendatar.The hacksaw blade is clamped horizontally.

2.

Plastisin berjisim 0.05 kg dilekatkan di hujung bilah gergaji.A 0.05 kg plasticine is fixed to the end of the hacksaw blade.

3.

Bilah gergaji disesarkan secara mengufuk dan dilepaskan.The blade is displaced horizontally and released.

4.

Masa bagi 10 ayunan diukur dengan menggunakan sebuah jam randik.The time taken for 10 complete oscillation is measured using a stopwatch.

5.

Tempoh ayunan dihitungThe period of oscillation is calculated.

6.

Eksperimen diulangi sekurang-kurangnya 4 kali.Experiment is repeated at least 4 times.

7.

Langkah-langkah diulangi dengan menukarkan jisim plastisin kepada 0.10 kg, 0.15 kg, 0.20 kg, dan 0.25 kg.The steps is repeated by changing the mass of the plasticine to 0.10 kg, 0.15 kg, 0.20 kg and 0.25 kg.

(vi)

Menjadualkan data:Tabulate the data:Jisim plastisin, m/kgMass of plasticine, m/kgMasa untuk 10 ayunanTime for 10 oscilatiionTempoh ayunan, T = EQ \F(t,10)/sPeriod of oscillation, T = EQ \F(t,10)/st1t2Purata, tAverage, t0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

(vii)

Menganalisis data:Analyse the data:

Plot satu graf tempoh melawan jisimPlot a graph of period against mass

4(a)

Pecutan kereta sorong bergantung kepada jisimAcceleration of the wheelbarrow depends on the mass(b)

Pecutan bertambah apabila jisim berkurangThe acceleration increases as the mass decreases(c)

(i)

Tujuan eksperimen:Aim of experiment:

Menyiasat hubungan antara jisim dengan pecutan troliTo investigate the relationship between the mass and the acceleration of the trolley

(ii)

Pemboleh ubah dalam eksperimen:Variables in the experiment:

Dimanipulasikan: Jisim troliManipulated: Mass of trolleyBergerak balas: Pecutan troliResponding: Acceleration of trolleyDimalarkan: Daya yang dikenakanConstant: Force applied(iii)

Senarai radas dan bahan:List of apparatus and materials:

Troli, pita detik, jangka masa detik, pembaris, tali kenyal, takal, bekalan kuasa, dawai penyambung, landasan terpampas geseran, jisim berslot, dan bongkah kayuTrolley, ticker tape, ticker timer, ruler, string/elastic chord, pulley, power supply, connecting wire, friction compensated inclined plane, slotted weight and wooden blocks

(iv)

Susunan radas:Arrangement of the apparatus:

(v)

Prosedur:Procedure:1.

Sebuah bongkah kayu dengan jisim 0.2 kg ditambahkan pada troli.A wooden block of 0.2 kg is added on the trolley.

2.

Jangka masa detik dihidupkan dan troli itu ditarik menuruni landasan oleh pemberat.The ticker timer is switched on and the trolley is pulled down the inclined plane by the weight.

3.

Pita detik yang diperoleh digunakan untuk menghitung pecutan troli.The ticker tape obtained is used to calculate the acceleration of the trolley.

4.

Eksperimen diulangi dengan menggunakan bongkah kayu yang berjisim 0.4 kg, 0.6 kg, 0.8 kg, dan 1.0 kg.The experiment is repeated by using wooden blocks of 0.4 kg, 0.6 kg, 0.8 kg and 1.0 kg.

5.

Data itu dicatatkan dan dijadualkan.The data is recorded and tabulated.

6.

Satu graf pecutan melawan jisim diplotkan.A graph of acceleration against mass is plotted.

(vi)

Menjadualkan data:Tabulate the data:Jisim, m/kgMass, m/kgPecutan, a/m s2Acceleration, a/m s20.2

0.4

0.6

0.8

1.0

(vii)

Menganalisis data:Analyse the data:

Plot satu graf pecutan melawan jisimPlot a graph of acceleration against mass

NAMA:

Tulis nama anda pada ruangan yang disediakan.

Kertas soalan ini adalah dalam dwibahasa.

Soalan dalam bahasa Melayu mendahului soalan yang sepadan dalam bahasa Inggeris.

Calon dibenarkan menjawab keseluruhan atau sebahagian soalan sama ada dalam bahasa Inggeris atau bahasa Melayu.

Calon dikehendaki menbaca maklumat di halaman belakang kertas soalan ini.

Kalkulator saintifik yang tidak boleh diprogramkan adalah dibenarkan

2