latihan fizik b1 t5

PANITIA FIZIK @SMKTK

NAMA: ……………………………………………………………………… KELAS: …………………………………….TARIKH : ……………………………………

ULANGKAJI - Bab 1 Gelombang (Tingkatan 5)Soalan Objektif

Rajah 1

1. Rajah 1 menunjukkan pandangan sisi satu tangki riak dengan keadaan dasar seperti

yang ditunjukkan. Motor dipasangkan pada laju yang sesuai dan stroboskop digunakan untuk membekukan riak-riak di permukaan air. Antara berikut, yang manakah merupakan pemerhatian yang betul?

2. Apabila satu sistem bergetar dengan resonans, sistem itu bergetar A pada frekuensi tinggi B dengan tempoh panjang C dengan amplitud besar 3. Apabila amplitud gelombang bertambah, yang manakah antara kuantiti berikut akan turut bertambah? A Halaju gelombang B Tenaga gelombang C Tempoh gelombang D Frekuensi gelombang 4. Satu cebisan gabus berada pada lembangan satu gelombang pada suatu ketika. Jika

frekuensi gelombang ialah 5 Hz, berapakah masa yang diambil untuk cebisan itu berada di puncak?

A 0.05 s B 0.1 s C 0.2 s

1

A

B

C

D


D 2.0 s E 5.0 s 5. Apabila gelombang air merambat dari satu kawasan dalam ke satu kawasan cetek,

halaju gelombang berkurang sebanyak 25%. Jika panjang gelombang dalam kawasan dalam ialah 6 cm, berapakah panjang gelombang dalam kawasan cetek?

A 4.0 cm B 4.5 cm C 4.8 cm D 5.0 cm E 5.6 cm

Not P

Not Q Rajah 2

6. Rajah 2(i) dan 2(ii) di atas menunjukkan dua bentuk gelombang bunyi untuk

not P dan Q. Diberi not Q berfrekuensi 256 Hz. Antara berikut, yang manakah benar? A Not P berfrekuensi 512 Hz B Not P berfrekuensi 256 Hz C Not Q adalah not dari piano D Not Q kedengaran lebih kuat 7. Dua gelombang elektromagnet P dan Q ditujukan secara normal kepada satu parutan

belauan. Pembelauan tertib pertama untuk kedua-dua gelombang diperhatikan. Sudut belauan untuk gelombang P ialah 30° manakala untuk gelombang Q ialah 60°. Tentukan nisbah panjang gelombang P kepada panjang gelombang Q.

A 1 :

B 1 : C 1 : 2

D 1 : 8. Antara prosedur dalam jadual berikut, yang manakah dapat menambahkan jarak di

antara riak pada tangki riak? A J sahaja B K sahaja C J dan K sahaja

2

Simbol ProsedurJKL

Mengurangkan frekuensi motorMengurangkan kedalaman airMenambahkan luas tangki riak

(i)

(ii)


D J dan L sahaja

Rajah 3

9. Rajah 3 menunjukkan satu tala bunyi yang bergetar. Garis-garis mewakili lapisan-lapisan molekul. P dan Qmerupakan dua mampatan. Frekuensi tala bunyi ialah 500 Hz. Antara berikut, yang manakah tidak benar?

A Gelombang dihasilkan ialah gelombang membujur B Setiap lapisan molekul akan bergetar pada frekuensi 500 Hz C Panjang gelombang bunyi adalah 1.32 m D Masa 0.004 s diperlukan untuk mampatan pada kedudukan P tiba ke kedudukan Q 10. Suatu gelombang bercantum semula setelah melalui satu halangan kecil yang terapung

di atas permukaan air. Fenomena itu disebabkan A interferens B pembiasan C belauan 11. Antara berikut, yang manakah benar tentang cahaya merah dan sinar infra merah?

Cahaya merah Sinar infra merahA Gelombang melintang Gelombang membujurB Mempunyai panjang gelombang yang

pendek Mempunyai panjang gelombang yang panjang

C Mempunyai frekuensi yang rendah Mempunyai frekuensi yang tinggiD Boleh dibelaukan oleh parutan

belauanTidak boleh dibelaukan oleh parutan belauan

12. Antara berikut, yang manakah bukan pengukuran atau catatan yang perlu dibuat apabila

menjalankan eksperimen dalam makmal untuk menentukan panjang gelombang cahaya merah dengan parutan belauan?

A Jarak dari mentol ke kedudukan cahaya merah B Jarak di antara mentol ke kedudukan parutan belauan C Bacaan bilangan garis per unit panjang pada parutan belauan D Lebar parutan belauan

3


13.

Rajah 4Rajah 4 menunjukkan satu corak interferens gelombang air yang dihasilkan pada satu tangki riak. X dan Y ialah pencelup yang digunakan. D adalah jarak serenjang antara XY dan PQ. P dan Q merupakan satu titik antinod dan nod masing-masing. Panjang gelombang yang digunakan ialah 2.0 cm. Berapakah jarak PQ?

A 4.0 cm B 5.0 cm C 7.5 cm D 8.0 cm E 10.0 cm 14. Dalam satu eksperimen dwicelah Young, jarak pemisahan antara pinggir pada tabir

ialah 2 mm apabila jarak antara dua celah adalah 0.5 mm. Jika jarak antara dua celah ialah 0.6 mm, berapakah jarak pemisahan antara pinggir pada tabir?

A 1.6 mm B 1.7 mm C 2.2 mm D 2.4 mm E 2.5 mm 15. Antara yang berikut, yang manakah merupakan kelebihan menghantar isyarat melalui

modulasi frekuensi? A Alat penerima adalah murah B Mutu penerimaan baik C Lebih mudah dipantulkan oleh lapisan ionosfera D Mudah dibelaukan

4



ULANGKAJI - Bab 1 Gelombang (Tingkatan 5)Soalan Struktur1.

Rajah 5

Rajah 5 menunjukkan empat kepingan logam yang disusun dalam sebuah tangki riak untuk membentukkan celahan dengan saiz 5 cm dan 1 cm masing-masing. Dua gelombang P dan Q dengan panjang gelombang 8 cm dan 2 cm akan ditujukan kepada dua celahan itu.

(a) Celahan dan gelombang yang manakah akan anda pilih untuk memerhatikan

(i) gelombang membulat yang paling jelas selepas melalui celahan?

[1 markah]

..............................................................................................................................

(ii) gelombang lurus dengan sedikit lengkung di tepi setelah melalui celahan?[1 markah]

..............................................................................................................................

(iii) Beri penjelasan anda untuk pemerhatian (i). [1 markah]

.............................................................................................................................. ..............................................................................................................................

(b) (i) Untuk menghasilkan gelombang P, motor pada penggetar diputarkan dengan kadar 10 kali sesaat. Hitungkan halaju gelombang P.

[1 markah]

5


(ii) Seterusnya, tentukan frekuensi gelombang Q. [1 markah]

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

(i) (ii) Rajah 6 (c) Rajah 6 (i) menunjukkan gelombang Q ditujukan pada kepingan logam yang

membentukkan dua celahan. Setelah melalui celahan, gelombang itu bertindih untuk menghasilkan beberapa garis antinod dan garis nod.(i) Apakah yang berlaku apabila gelombang melalui celahan itu?

[1 markah]

..............................................................................................................................

(ii) Apakah yang berlaku pada garis antinod dan garis nod?

Pada garis antinod : .....................................................................................

Pada garis nod : ..................................................................................... [1 markah]

(d) Lukis pada rajah (ii), corak garis antinod dan nod yang terhasil apabila gelombang P digunakan.

6


2.

Rajah 7 Rajah 7 menunjukkan sebuah penjana isyarat audio disambungkan kepada dua

pembesar suara yang terpisah sejauh 2.0 m. Seorang pelajar berjalan pada satu garis lurus yang berada pada satu jarak 5.0 m yang selari dengan dua pembesar suara. Pelajar itu menandakan titik-titik K di mana dia mendeng ar bunyi paling kuat. Beberapa jarak x di antara dua bunyi kuat berturutan itu diukur dan purata dihitung. Proses di atas diulangi beberapa kali untuk mendapatkan beberapa set bacaan frekuensi - jarak pemisahan bunyi kuat.

(a) Berdasarkan kepada eksperimen di atas, kumpulkan pemboleh ubah yang terlibat kepada tiga kumpulan dan nyatakan ciri pengumpulan itu.

[2 markah] .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... (b) (i) Lukis dan labelkan pada Rajah 7 di atas beberapa garis antinod dan garis nod. [1 markah] (ii) Nyatakan apa yang telah berlaku pada titik antinod dan titik nod. Pada titik antinod : .............................................................................................. Pada titik nod : ...............................................................................................

[2 markah]

7


(c) Diberi halaju bunyi dalam udara ialah 330 m s –1 dan frekuensi yang digunakan Ialah 660 Hz, hitungkan

(i)Panjang gelombang bunyi [1 markah]

(ii) jarak pemisahan di antara dua bunyi kuat seperti dalam Rajah 7.

[2 markah] (d) Lakarkan graf yang dijangkakan apabila jarak di antara dua bunyi kuat, x,

diplotkan melawan frekuensi bunyi, f.

[1 markah]

(e) Apabila menjalankan eksperimen di atas, pelajar itu mendapati agak sukar untuk

menentukan titik di mana bunyi paling kuat didengar. Jika alat tambahan boleh digunakan, cadangkan satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah ini.

[1 markah] …………………………………………………………………………………….

8



ULANGKAJI - Bab 1 Gelombang (Tingkatan 5)Soalan Esei

1.

Rajah 10 Situasi pertama

Dua pencelup yang bergetar di atas permukaan air di dalam sebuah tangki riak menghasilkan kawasan riak kuat dan kawasan air tenang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10(i).

Situasi kedua

Pinggir terang dan gelap terbentuk pada skrin apabila cahaya monokromat melalui sisip kaca satu celah dan sisip kaca dwicelah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10(ii).

(a) (i) Nyatakan makna cahaya monokromat.

[1 markah] ......................................................................................................................…… ......................................................................................................................……

(ii) Berdasarkan pemerhatian anda pada situasi pertama dan kedua, nyatakan ciri- ciri sepunya situasi itu. Seterusnya, hubung kaitkan ciri-ciri itu untuk membina sebuah konsep fizik

[5 markah]

9


......................................................................................................................…… ......................................................................................................................……

......................................................................................................................…… ......................................................................................................................…… ......................................................................................................................……

......................................................................................................................……

......................................................................................................................……

Rajah 11

(b) Rajah 11 menunjukkan seorang pelajar yang berada di dalam biliknya. Televisyen di ruang tamu sedang menyiarkan program yang menarik. Pelajar itu dapat mendengar bunyi televisyen tetapi tidak dapat menonton program itu. Terangkan mengapa pelajar itu boleh mendengar tetapi tidak dapat melihat program televisyen itu.

(Peringatan: Kedua-dua cahaya dan bunyi ialah gelombang yang boleh melakukan pembelauan.)

[4 markah] ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

10


Rajah 12

(c) Rajah 12 menunjukkan pandangan sisi satu gelombang air yang dihasilkan pada satu tangki riak. (i) Apakah inferens anda tentang kawasan PQ, QR dan RS? Berikan penjelasan tentang inferens anda. Seterusnya, lukis pandangan sisi dasar tangki riak itu.

[5 markah]

(ii) Motor yang digunakan bergetar pada frekuensi 10 Hz. Berapakah halaju gelombang pada titik B?

[3 markah]

(ii) Berapakah masa yang diambil untuk gelombang bergerak dari titik A ke B?

[2 markah]

11


2. Parutan Lebar parutan /

cmN /

garis mm-1

P 2b 300 Q ½ b 600 R b 600 S b 150

Jadual 1

Jadual 1 menunjukkan beberapa parutan belauan dengan lebar dan bilangan garis per mm, N. (a) Anda ditugaskan untuk menjalankan satu eksperimen dalam makmal untuk

menentukan panjang gelombang cahaya merah dan biru. Tentukan parutan yang manakah akan anda pilih untuk menjalankan eksperimen anda. Beri sebab bagi jawapan anda.

[6 markah] ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

12


(i)

(ii)

Rajah 13

(b) (i) Rajah 13(i) menunjukkan corak belauan dengan tertib n = 0, 1, 2, dan 3 untuk cahaya monokromat biru dengan panjang gelombang 5.4 x 10 –7 m s-1. Pada Rajah 13(ii), lukiskan corak belauan yang terhasil apabila cahaya monokromat merah digunakan.

[2 markah] (ii) Diberi pinggir ketiga dari pinggir tengah cahaya merah berada tepat pada pinggir keempat pinggir biru itu. Tentukan panjang gelombang cahaya merah itu.

[3 markah] (c) Seorang penumpang kapal terbang memerhatikan ombak di laut. Dia

mendapati jarak di antara ombak berdekatan pantai adalah lebih pendek berbanding dengan ombak yang jauh dari pantai.Berdasarkan pemerhatian di atas, terangkan mengapa jarak di antara ombak berubah dari pantai ke tengah laut. Seterusnya, nyatakan hubungan antara jarak di antara dua ombak dengan faktor yang mempengaruhinya.

[4 markah] ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

13


……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

Rajah 14

(d) Rajah 14 menunjukkan satu gelombang satah melalui satu celahan dalam satu

tangki riak. P, Q dan R ialah tiga titik pada permukaan air. Jarak di antara P dan Q ialah 18.0 cm. Satu cebisan gabus diletakkan pada titik R diperhatikan tidak berayun.

(i) Jika frekuensi penggetar ialah 5 Hz, berapa lamakah untuk muka gelombang yang berada di P untuk tiba ke kedudukan Q?

[3 markah] (ii) Tanpa mengubahkan frekuensi penggetar, nyata dan terangkan dua cara untuk menyebabkan gabus pada titik R berayun bersama dengan gelombang yang menerusi celahan.

[4 markah] .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. ..............................................................................................................................

14


Jawapan Bab 1 Gelombang(Tingkatan 5) Soalan Objektif 1. D2. C3. B4. B5. B6. B7. B8. A9. C10. C11. D12. D13. E14. B15. B Soalan Struktur 1. (a) (i) Gelombang P (8 cm) dan celahan 1 cm

(ii) Gelombang Q dan celahan 5 cm(iii) Kesan belauan bertambah apabila panjang gelombang besar dan lebar celahan kecil

(b) (i) Frekuensi, f = 10 Hz

Panjang gelombang, λ = 8 cm Halaju, v = f λ = 10 x 8 = 80 cm s-1

λ

2

80

v

(ii) f = = = 40 Hz

15


(c) (i) Belauan(ii) Pada garis antinod, interferens membina berlaku

Pada garis nod, interferens memusnah berlaku (d)

2. (a) Pemboleh ubah

(i) dimanipulasikan : Frekuensi bunyi (panjang gelombang)(ii) bergerak balas : Jarak pemisahan di antara dua bunyi kuat(iii) dimalarkan : Jarak tegak dari garis pemerhatian ke pembesar suara, jarak di antara dua pembesar suara, halaju bunyi

(b) (i)

(ii) Titik antinod : Interferens membina (bunyi kuat) Titik nod : Interferens memusnah (bunyi lemah) (c) (i) ν = f λ 330 = 660 λ

330

660

λ = —— = 0.5 m

16


a

(ii) x = ——

0.5 x 5

2

= ——— = 1.25 m

(d)

(e) Dengan menggunakan sebuah mikrofon yang disambung kepada sebuah osiloskop sinar

katod. OSK dapat menunjukkan dengan jelas kedudukan di mana bunyi kuat dihasilkan.

3. (a) P : Aerial Q : Gegelung R : Diod (b) (i) Melaraskan kapasitor boleh ubah

17

λD


(ii) Supaya kapasitans yang digunakan kini bersama dengan gegelung akan menyediakan satu

frekuensi jati yang sama dengan frekuensi gelombang stesen B. Resonans turut berlaku dan stesen B dapat didengar.

(c)

(d) Supaya gelombang pembawa dengan frekuensi yang tinggi mengalir melalui kapasitor ke bumi (e) Untuk menguatkan isyarat gelombang audio sebelum ia melalui fon telinga

Soalan Esei 1. (a) (i) Cahaya monokromat ialah cahaya yang mempunyai satu panjang gelombang sahaja (satu warna sahaja)

(ii) Ciri-ciri sepunya situasi ialah(I) Interferens berlaku kerana pertindihan dua gelombang yang koheren.

Gelombang cahaya yang terbelau dari dua celah adalah koheren kerana berasal dari gelombang cahaya yang terbelau pada celah tunggal. Gelombang air dari dua pencelup adalah koheren kerana dua pencelup yang sefasa (naik turun bersama).

(II) Terdapat beberapa garis antinod dan garis nod. Untuk cahaya, titik antinod berlaku

pada pinggir terang dan nod pada pinggir gelap. Untuk gelombang air, garis antinod adalah sepanjang riak kuat dan garis nod adalah sepanjang kawasan air tenang.

(III) Garis nod dan antinod berselang-seli.

(b) Panjang gelombang bunyi jauh lebih besar daripada panjang gelombang cahaya. Untuk bunyi, lebar pintu berukuran sama tertib dengan panjang gelombang bunyi. Maka kesan belauan adalah nyata. Untuk cahaya,

18


panjang gelombangnya adalah jauh lebih kecil daripada lebar pintu. Maka kesan belauan tidak berlaku atau tidak jelas. Penjelasan di atas menerangkan mengapa pelajar itu dapat mendengar bunyi program tetapi tidak dapat menonton gambar program televisyen itu.

(c) (i) PQ dan RS ialah kawasan dalam dan QR ialah kawasan cetek. Untuk kawasanPQ dan

RS, panjang gelombang adalah lebih besar berbanding dengan panjang gelombang dalam kawasan RS. Panjang gelombang untuk kawasan PQ dan RS adalah sama, menunjukkan dua kawasan itu mempunyai kedalaman air yang sama.

(ii) Panjang gelombang untuk kawasan QR

λ = 6 cm / 3 = 2.0 cm Halaju gelombang pada titik B,

ν = f λ = 10 x 2 = 20 cm s-1

(iii) Tempoh, T = 1/f = 1/10 = 0.1 s

Gelombang yang mara dari A ke B perlu bergerak sejauh enam panjang gelombang.

Masa untuk bergerak sejauh satu panjang gelombang = T Maka masa diperlukan = 8 T = 8 x 0.1 = 0.8 s

2. (a) Parutan belauan Q dan R boleh digunakan untuk menjalankan eksperimen kerana kedua-

duanya adalah parutan halus iaitu parutan yang mempunyai bilangan celah seunit panjang yang paling besar. Dengan parutan yang halus, spektrum yang dihasilkan adalah lebih tulen dan lebih luas. Kedua-duanya dapat memudahkan penentuan kedudukan warna merah dan biru. Di samping itu, sudut belauan untuk tertib pertama adalah agak besar dan justeru itu pengukuran adalah lebih tepat dan peratus ralat dapat dikurangkan.Bagaimanapun, parutan belauan R dipilih kerana mempunyai lebar yang lebih luas, iaitu terdapat jumlah celah yang lebih banyak. Dengan itu, ada

19


lebih celah yang membenarkan cahaya melalui dan membelau dan seterusnya menghasilkan spektrum cahaya yang lebih terang.

(b) (i)

(ii) d sin θn = n λ Untuk cahaya merah pinggir ketiga, d sin θm = 3 λm

Untuk cahaya biru pinggir keempat, d sin θb = 4 λb

Kerana θn = θb

4 λb

Maka, 3 λm = 4 λb

3

λm =

4 (5.4 x 10-7)

3

= = 7.2 x 10-7m

(c) Kedalaman air semakin berkurang apabila mendekati pantai. Halaju gelombang air bergantung

kepada kedalaman air. Halaju gelombang air berkurang apabila kedalaman air berkurang. Daripada rumus ν = f λ di mana f (frekuensi) adalah tetap, maka apabila halaju berkurang, panjang gelombang, λ, turut

20


berkurang. Jarak di antara dua ombak (panjang gelombang) bergantung kepada kedalaman air. Semakin dalam air, semakin panjang gelombang.

9

(d) (i) λ = ——— = 2 cm ν = f λ = 5 x 2 = 10 cm s-1

10

v

t = —— = —— = 1.8 s

(ii) (I) Mengurangkan lebar celahan kerana apabila saiz celahan

berkurang, kesan belauan bertambah. Gelombang membulat yang terhasil akan

menggetarkan cebisan gabus.

(II) Menambahkan kedalaman air kerana apabila kedalaman air bertambah,

panjang gelombang air turut bertambah. Kesan belauan juga bertambah apabila panjang gelombang bertambah.

21

18 cm

s

18

latihan fizik b1 t5

Documents