Nama : ………………………………........................ Tingkatan : ………………4531/2FizikKertas 2MEI20142 ½ Jam

SULIT

PEPERIKSAAN PERTENGAHAN TAHUN TINGKATAN 4 2014

FIZIKKERTAS 2

Dua jam tiga puluh minit(Anda dinasihatkan untuk memperuntukkan masa 90 minit untuk Bahagian A,

30 minit untuk Bahagian B dan 30 minit untuk Bahagian C)

JANGAN BUKA KERTAS SOALAN INI SEHINGGA DIBERITAHU.

Prepared by,

……………………………..PN NOR JAMALIAH

Checked by,

………………………..MR. TOH HONG MEO

1. Kertas soalan ini mengandungi tiga bahagian : Bahagian A, Bahagian B dan Bahagian C

2. Jawab semua soalan dalam Bahagian A, satu soalan daripada Bahagian B dan satu soalan daripada Bahagian C.

3. Jawapan kepada ketiga-tiga bahagian ini hendaklah diserahkan bersama-sama.

4. Jawapan kepada Bahagian A hendaklah ditulis dalam ruang yang disediakan dalam kertas soalan.

Untuk Kegunaan Pemeriksa

Bahagian Soalan Markah Penuh

Markah

A

1 42 53 64 7

5 8

6 8

7 10

8 12Jumlah Bahagian A 60

B 9 2010 20

C 11 2012 20

Jumlah Besar

Kertas ini mengandungi 18 halaman bercetak4531/2 SULIT

SECTION A/BAHAGIAN A

Answer all questions in answer provided. Jawab semua soalan di ruangan yang disediakan

1 The figures below show a vernier caliper used to measure the diameter of a metal ball.Rajah di bawah menunjukkan angkup vernier yang digunakan untuk mengukur diameter sebiji bola logam.

Figure 1.1 shows the position of the vernier scale when the jaws are closed.Rajah 1.1 menunjukkan keadaan skala vernier apabila jaws ditutupFigure 1.2 shows the position of the vernier scale when a metal ball is put between the jaws of the vernier calipers.Rajah 1.2 menunjukkan keadaan skala vernier apabila bola logam diletakkan diantara jaws angkup vernier.

a) What is the zero error of the vernier calipers?Nyatakan ralat sifar bagi angkup vernier?

………………………………………………………………………… [ 1 mark]

b) What is the reading of the vernier calipers as shown in Figure 1.2?Nyatakan bacaan angkup vernier seperti rajah 1.2

………………………………………………………………………… [ 1 mark]

c) Calculate the diameter of the metal ball.Hitung diameter bola logam

………………………………………………………………………… [ 1 mark]

d) If the device used is replaced by a micrometer screw gauge, which device is more sensitive?Jika alat yang digunakan digantikan dengan tolok skru micrometer, alat pengukuran yang manakah lebih sensitive?

………………………………………………………………………… [ 1 mark]

2 Rajah 2.1(a) menunjukkan sebuah lori pengangkut. Rajah 2.1(b) menunjukkan lori pengangkut yang sama membawa kontena barangan Diagram 2.1(a) shows an empty pickup truck. Diagram 2.1(b) shows the same pickup truck carrying a crate.

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan inertia? What is meant by inertia? …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. [1 mark] / [1 markah](b) Bandingkan jisim lori pengangkut dalam rajah 2.1(a) dengan jisim lori pengangkut

beserta kontena barangan dalam rajah 2.1(b). Compare the mass of the pickup truck in diagram 2.1(a) with the total mass of the

pickup truck and crate in diagram 2.1(b). …………………………………………………………………………………. [1 mark] / [1 markah](c) Bandingkan inertia lori pengangkut dalam rajah 2.1(a) dengan inertia lori pengangkut

dan kontena barangan dalam rajah 2.1(b) Compare the inertia of pickup truck in diagram 2.1(a) with inertia of pickup truck and

crate in diagram 2.1(b) ……………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………. [1 mark] / [1 markah](d) Apabila lori pengangkut dalam rajah 2.1(b) bergerak kehadapan tibatiba, kontena

barangan akan bergerak ke belakang. Terangkan mengapa When pickup truck in diagram 2.1(b) suddenly moves forwards, the crate will move

backwards. Explain why. ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… [1 mark] / [ 1 markah](e) Nyatakan satu contoh kesan inertia yang positif Give one example of positive effect of inertia. ………………………………………………………………………………… [1 mark] / [1 markah]

3 Diagram 3 shows a section of ticker tape obtained from the motion of a battery-driven toy car using a ticker-timer of frequency 50 Hz.Rajah 3 menunjukkan satu keratan pita detik yang diperolehi daripada pergerakan sebuah kereta mainan yang digerakkankan oleh tenaga bateri menggunakan jangka masa detik berfrekuensi 50 Hz.

Diagram 3a) What is the time, in second, represented by each tick?

Berapakah masa, dalam saat, yang diwakili oleh setiap detik? ................................................................................................... [1 mark]

b) How would you describe the motion of the toy car? Bagaimanakah anda boleh terangkan mengenai pergerakan kereta mainan

tersebut ..................................................................................................... [1 mark]

c) Based on Diagram 3, calculate the average velocity of the toy car at the instances when the displacements are as labeled.

Berdasarkan Rajah 3, kirakan halaju purata kereta mainan tersebut pada sesaran seperti dilabelkan(i) 0.8 cm

[1 mark]

(ii) 2.0 cm

[1 mark]

d) Based on the answers in 3(c)(i) and 3(c)(ii), calculate the acceleration of the toy car.

Berdasarkan jawapan pada 3(c)(i) dan 3(c)(ii), kirakan pecutan kereta mainan tersebut

[2 marks]

4 Diagram 4.1 shows a car moving from P to R. The thrust of the car’s engine is constant throughout PQR. [Ignore the frictional force]Rajah 4.1 menunjukkan sebuah kereta bergerak daripada P ke R. Tujahan enjin kereta adalahtetap di sepanjang PQR. ( Abaikan daya geseran )

Diagram 4.2 shows a graph of velocity against time for the motion of the car.Rajah 4.2 menunjukkan graf halaju melawan masa bagi pergerakan kereta tersebut.

( a ) What is meant by velocity? Apakah yang dimaksudkan dengan halaju? ……………………………………………………………………………………. [1 mark]( b ) Using diagram 4.2, Menggunakan Rajah 4.2 , ( i ) State the physical quantity represented by the area under the graph. Nyatakan kuantiti fizik yang diwakili oleh luas di bawah graf. …………………………………………........…………………………... [1 mark] ( ii ) describe the motion of the car from p to q. huraikan gerakan kereta itu dari P ke Q. ………………………………………………………………………………. [1mark] ( iii ) What is the distance from P to Q ? Berapakah jarak dari P ke Q ?   ................................................................................................................... [1mark]

( iv ) calculate the deceleration of the car from Q to R hitungkan nyahpecutan kereta dari Q ke R.

[2marks]( c ) Explain why the car decelerates while moving up the slope even though it is acted

upon by a constant thrust. Terangkan mengapa kereta mengalami nyahpecutan semasa menaiki cerun

walaupun tujahan enjin kerata yang bertindak adalah tetap. ………………………………………………….………………………………… ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. [1marks]

5

Diagram 5/Rajah 5

( a ) Diagram 5 shows a rocket moves upward with an acceleration. Rajah 5 menunjukkan sebuah roket bergerak ke atas dengan pecutan.  ( i ) Mark and label the forces acting on the rocket. Tanda dan labelkan daya-daya yang bertindak ke atas roket tersebut. [2 marks] ( ii ) State the relationship between the forces in ( a )( i ). Give a reason for your

answer. Nyatakan hubungan antara daya-daya di ( a )( i ). Beri sebab bagi jawapan

anda.  …. .……………………………………………………………………………… .............................................................................................................................. [2 marks]

( b ) A rocket moves with upward force of 10 000 N. The mass of the rocket is 800 kg.(gravitational acceleration ,g = 10 N kg-1)

Sebuah roket bergerak dengan daya tujah ke atas 10 000 N. Jisim roket tersebut adalah 800 kg. ( pecutan graviti, g = 10 N kg -1)

( i ) What is the net upward force acting on the rocket ? Berapakah daya tujah bersih ke atas yang bertindak pada roket itu ? 

[2 marks] ( ii ) Calculate the acceleration of the rocket. Hitungkan pecutan roket itu.

[2 marks]

6 Rajah 6.1 menunjukkan seorang budak , berjisim 40 kg berlari kea rah 2 kg papan luncur dengan halaju 20 ms-1. Budak itu kemudian melompat ke atas panapan luncur dan bergerak ke depan.Diagram 6.1 shows a boy, whose mass is 40 kg is running towards a 2 kg skateboard with a velocity of 20 ms-1. The boy then jumps onto the skateboard and moves forward.Rajah 6.2 menunjukkan seekor katak berjisim 100g dalam keadaan pegun di atas 10 g daun yang pegun. Katak itu melompat dari daun ke tebing sungai Diagram 6.2 shows a frog with a mass of 100 g which is at rest on a 10 g stationary leaf. The frog then jumps from the leaf to the river bank..

Diagram 6.1

Diagram 6.2

a) Perhatikan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2 dan bandingkan jenis pergerakan budak itu selepas melompat ke atas papan luncur dan katak selepas melompat ke tebing sungai Observe Diagram 6.1 and Diagram 6.2 and compare the type of movement of the boy after jumping onto the skateboard and the frog after jumping from the leaf to the river bank.……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

[2 marks]

b) (i) Bandingkan jumlah momentum budak itu sebelum dan selepas dia melompat ke papan luncur.Compare the total momentum for the boy before and after he jumps onto the skateboard.

…………………………………………………………………………………………[1mark]

(ii) Kira halaju budak itu selepas dia melompat ke atas papan luncur.Calculate the velocity of the boy after he jumps onto the skateboard.

[2marks](iii) State the principle involved.

Nyatakan prinsip yang terlibat

…………………………………………………………………………………[1mark]

c) Seorang budak perempuan berjisim 30 kg berlari dengan velocity 20 ms -1 pada papan luncur yang sama pada Rajah 6.1A girl whose mass is 30 kg runs with the velocity of 20 ms-1 to the identical skateboard as shown in Diagram 6.1.

Kirakan momentum budak perempuan itu. Calculate the momentum of the girl.

[2marks]

7 Rajah 7.1(a) menunjukkan Ali sedang menendang bola dan rajah 7.1(b) menunjukkan Ali sedang menendang satu batuDiagram 7.1(a) shows Ali kicking a football and diagram 7.1(b) shows Ali kicking a rock.

Rajah 7.1/Diagram 7.1 (a) Takrifkan daya impuls. Define impulsive force. ………………………………………………………………………………. [1 mark ]/[1 markah]

(b) Bola dalam rajah 7.1(a) berjisim 1.5 kg. Apabila Ali menendang bola itu, ia bergerak dengan halaju 20ms-1 dari keadaan pegun dalam masa 0.2 s. Hitung daya impuls yang dikenakan Ali ke atas bola itu.

The ball in diagram 7.1(a) has a mass of 1.5 kg. When Ali kicks the ball, it moves from rest to 20 ms-1 in 0.2 s. Calculate the impulsive force that Ali exerted on the ball.

[2 marks] / [2 markah](c) Batu dalam rajah 7.1(b) mempunyai jisim yang sama dengan bola (1.5 kg). Apabila Ali menendang batu itu, ia bergerak dengan halaju yang sama dengan bola (20ms -1 ) dari keadaan pegun. Walaubagaimana pun, disebabkan kekerasan batu, masa kaki Ali bersentuh dengan batu hanyalah 0.02 s. Hitung daya impuls yang dikenakan Ali ke atas batu ituThe rock in diagram 7.1(b) has the same mass with the ball (1.5 kg). When Ali kicks the rock, it moves from rest to the same velocity as the ball ( 20 ms-1 ). However,due to the rigidity of the rock, the time which Ali’s foot is in contact with the rock is only 0.02 s. Calculate the impulsive force that Ali exerted on the rock.

[2 marks] / [2 markah](d) Bandingkan masa perlanggaran dalam raja 7.1(a) dengan rajah 7.1(b). Compare time of impact in diagram 7.1(a) with diagram 7.1(b). ............................................................................................................... [1 mark]/[1 markah]

(e) Bandingkan daya impuls dalam rajah 7.1(a) dengan rajah 7.1(b). Compare the impulsive force in diagram 7.1 (a) with diagram 7.1(b). ............................................................................................................... [1 mark]/[1 markah]

(f) Bandingkan kesakitan yang dialami Ali dalam rajah 7.1(a) dengan rajah 7.1(b). Compare the pain experience by Ali in diagram 7.1(a) with diagram 7.1(b). ................................................................................................................. [1 mark]/[ 1 markah ]

(g) Berdasarkan jawapan anda dalam (d), (e) dan (f), nyatakan hubungan antara masa perlanggaran, daya impuls dan kesakitan yang dialami Ali.

Based on your answers in (d), (e) and (f), state the relationship between time of impact, impulsive force and pain experienced by Ali.

……………………………………........................................................ ………………………………………………………………………… [1 mark] / [ 1 markah]

(h) Cadangkan satu cara bagaimana Ali dapat mengurangkan kesakitannya dalam rajah 7.1(b)

Suggest one way how Ali could reduce his pain in diagram 7.1(b). ………………………………………………………………………………… [1 mark]/[ 1 markah]

8 Jadual 8.1 menunjukkan tiga jenis kereta mainan kawalan jauh dan ciri-cirinya.Table 8.1 shows three types of remote control toy car and their characteristics

(a) (i) Berdasarkan jadual 8.1, kereta mainan yang manakah mempunyai pecutan yang paling tinggi?Based on Table 8.1, which car toy will accelerate more?............................................................................................................................... [1 markah]

(ii) Berikan satu sebab kepada jawapan di 8(a) dan nyatakan hubungan di antara sebab dan konsep fizik yang terlibat. Give the reason for your answer in 8(a) and state the relationship between the reason and physics concept involved

............................................................................................................................... ............................................................................................................................... [2 markah]

(b) Rajah 8.2 menunjukkan seorang pelajar sedang menolak kotak 5.0kg dengan daya-daya yang berbeza di atas permukaan kasar tiga jenis satah kayu, P, Q, R.Diagram 8.2 shows a student is pushing a 5.0 kg box with difference forces on three

types of rough surface on wooden plan P, Q, R.

Jadual 8.2 menunjukkan magnitude pecutan a, dan daya F yang digunakan untuk menolak kotak tersebut di atas setiap permukaan kayu.Table 8.2 shows the magnitude of acceleration a, and force applied F, to push the box on each surface of wooden plane.

Jadual 8.2/Table 8.2i) Apakah maksud daya geseran?

What is the meaning of frictional force?.............................................................................................................................. [1 markah]

(c) Hitung daya geseran untuk setiap permukaan satah kayuCalculate the frictional force of each surface on wooden plane

(i) Satah Kayu PWooden plane P

[2 markah]

(ii) Satah kayu QWooden plane Q

[1 markah]

(iii) Satah kayu RWooden plane R

[1 markah]

(d) Tentukan satah permukaan yang paling sesuai untuk membina gelongsong di taman permainan. Berikan satu sebab.Determine the most suitable surface of wooden plan to build a slide at children’s playground. Give a reason.......................................................................................................................................................................................................................................................

[2 markah]

(e) Nyatakan dua pengubahsuaian yang boleh dilakukan untuk mengurangkan geseranName two modification should be added to reduce the friction…………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

[2 marks]

SECTION B/BAHAGIAN B[ 20 marks]

Answer any one question from this section/Jawab mana-mana satu soalan dari bahagian ini.

9 Figure 9 (a) shows the reading of an ammeter before any current is connected to it.Rajah 9(a) menunjukkan bacaan ammeter sebelum disambungkan dengan arus.

Diagram 9(a)/Rajah 9(a)a) Explain the meaning of systematic errors. Give two examples of systematic

errors. Terangkan maksud ralat sistematik. Berikan dua contoh ralat sistematik

[5 marks] b) A student used the above ammeter to measure current in electrical circuit. Figure

9(b) shows the reading of the current from his experimentSeorang pelajar menggunakan ammeter di atas untuk mengukur arus dalam litar elektrik. Rajah 9(b) menunjukkan bacaan arus daripada eksperimennya.

Diagram 9(b)/Rajah 9(b)

i) There is a mirror near ammeter scale. Explain the function of the mirror. Terdapat cermin berhampiran skala ammeter. Terangkan fungsi cermin tersebut.

[4 marks]

ii) Using Figure 9(a) and Figure 9(b), shows the steps to get the actual reading of the current.Menggunakan Rajah 9(a) dan Rajah 9(b), tunjukkan langkah-langkah untuk mendapatkan bacaan sebenar arus tersebut.

[4 marks]c) Suggest ways to improve the accuracy of measurement in any instruments used

in the laboratory. Cadangkan cara-cara untuk meningkatkan kejituan dalam pengukuran peralatan di dalam makmal.

[4 marks] d) Explain the meaning of the following

Terangkan maksud dibawah:i) Consistency

Kepersisanii) Accuracy

Kejituan[3 marks]

10

a) Two importance aspects are involved in the description of a physical quantity. What are these two aspects? Dua aspek penting yang terlibat dalam menerangkan kuantiti fizik. Nyatakan aspek tersebut?

[2 marks] b) i) What is the difference between base quantities and derived quantities?

Nyatakan perbezaan antara kuantiti asas dan kuantiti terbitan?[2 marks]

ii)Name the five base quantities and state their SI units Namakan lima kuantiti asas dan SI unit

[5 marks] iii) State the unit of force in terms of base SI unit.

Nyatakan unit bagi daya dalam asas SI unit [1 mark]

c) List in correct order the steps involved in the process of scientific investigation.

Senaraikan mengikut susunan yang betul langkah-langkah dalam penyiasatan proses sains.

[10 marks]

SECTION C/BAHAGIAN C[ 20 marks]

Answer any one question from this section.11

Diagram 11 (a) shows two identical eggs being released from the same height onto two different surfacesRajah 11(a) menunjukkan dua biji telur yang sama dilepaskan pada ketinggian yang sama ke atas dua permukaan yang berbeza.

Diagram 11 (b) shows the conditions of the egg after they hit the concrete floor and the sponge. It is observed that the egg stops faster when it hits the concrete floor.Rajah 11(b) menunjukkan keadaan telur selepas perlanggaran dengan lantai konkrit dan span. Berdasarkan pemerhatian, telur berhenti dengan cepat apabila berlanggar dengan lantai konkrit.

a) i) What is meant by impulse? Apakah maksud impuls?

[1 mark] ii) Based on Diagram 11(a) and 11(b), compare the condition of the eggs, the surface of

the concrete floor and the surface of the sponge and when the eggs hits the surfaces. Relate the change in the conditions of the eggs and the surfaces to deduce a relevant

physics concept. Berdasarkan Rajah 11(a) dan 11(b), bandingkan keadaan telur, permukaan lantai

konkrit dan permukaan span dan apabila telur tersebut berlanggar dengan permukaan. Hubungkaitkan perubahan keadaan telur dan permukaan untuk membuat satu kesimpulan tentang satu konsep fizik

[5 marks] b) Explain the change in energy that occurs from the point where the egg is released

until it reaches the position in Diagram 11 (b). Terangkan perubahan tenaga yang berlaku dari titik telur dilepaskan sehingga

mencapai keadaan pada Rajah 11(b). [4 marks]

c)

Diagram 11(c)

Diagram 11(c) shows four tankers, P, Q, R and S, with different specifications. You are required to determine the most suitable tanker to deliver oil safetly.

Study the specifications of all the four tankers from the following aspects: Rajah 11(c) menunjukkan empat lori tangki, P, Q, R, dan S, dengan spesifikasi yang

berbeza. Anda dikehendaki menentukan lori tangki yang paling sesuai digunakan untuk

menghantar minyak dengan selamat. Kaji spesifikasi keempat-empat lori itu dari aspek berikut:

- The type of brakesJenis brek

- The number of tyresBilangan tayar

- The number and size of the tanksBilangan dan saiz tangki

- The distance between the trailer and the tractorJarak antara treler dan kepala lori

Explain the suitability of the aspects.Justify your choice.Terangkan kesesuaian aspek-aspek itu.Beri sebab bagi pilihan anda.

[ 10 marks / 10 markah]

12

a) The ticker-tape P, Q and R shown in the Diagram 12 (a) are produced by three trolleys pulling the tapes through a ticker timer operating at 50 Hz.

Pita detik P, Q, R ditunjukkan dalam Rajah 12(a) diperoleh daripada tiga troli.i) Describe the motion represented by each of the tape P, Q and R.

Terangkan pergerakan yang ditunjukkan pada setiap pita detik P, Q dan R.[6 marks]

ii) Find the average velocity of the trolley that produces tape P. Cari halaju purata troli bagi pita P

[2 marks] iii) Find the average acceleration of the trolley that produces tape R.

Cari pecutan troli bagi pita Q[3 marks]

b) A bullet of mass 20 g is fired from 2 kg riffle with a velocity of 20 ms-1 towards 3 kg block of wood. The block of wood is suspended from the ceiling as shown in Diagram 12 (b)

i) Find the recoil velocity of the rifle. Hitung halaju lentingan senapang itu

[3 marks] ii) Find the maximum height reached by the block of wood after the bullet is

embedded in it. Hitung ketinggian maksimum bagi blok kayu selepas peluru menembusinya

[3 marks] iii) Name the principle used in obtaining the answer to (b)(ii)

Namakan prinsip yang digunakan di (b)(i) [1 mark]

iv) What energy changes occur when the bullet hits the block of wood? Apakah perubahan tenaga yang berlaku apabila peluru melanggar blok kayu?

[2 marks]