Kedah-physics P2-trial Spm 2009

1

SULIT NO. KAD PENGENALAN ANGKA GILIRAN NAMA: …….…………......…….............……..………. TINGKATAN: …….....………

PERSIDANGAN KEBANGSAAN PENGETUA-PENGETUA SEKOLAH MENENGAH NEGERI KEDAH DARUL AMAN

PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM 2009

4531/2

PHYSICS Kertas 2 1 2 jam 2

Dua jam tiga puluh minit

JANGAN BUKA KERTAS SOALAN INI SEHINGGA DIBERITAHU 1. Kertas soalan ini adalah dalam dwibahasa. 2. Soalan dalam bahasa Inggeris mendahului soalan yang sepadan dalam bahasa Melayu. 3. Calon dibenarkan menjawab keseluruhan atau sebahagian soalan sama ada dalam bahasa Inggeris atau bahasa Melayu. 4. Calon dikehendaki membaca maklumat di halaman belakang kertas soalan ini.

Untuk Kegunaan Pemeriksa Markah Markah Bahagian Soalan Penuh Diperoleh 1 2 3 4 A 5 6 7 8 9 B 10 11 C 12 Jumlah

Kertas soalan ini mengandungi 30 halaman bercetak SULIT

2

3

4 Section A Bahagian A [60 marks] Answer all questions in this section. Jawab semua soalan dalam bahagian ini.

1

Diagram 1.1 shows an electrical measuring instrument. Rajah 1.1 menunjukkan sebuah alat pengukur elektrik.

Diagram 1.1 / Rajah 1.1 (a)

(i)

(ii)

What is the physical quantity measured by this instrument? Apakah kuantiti fizik yang diukur oleh alat ini? …...................................................................................................................... [1 mark] Name the error found on this instrument. Namakan ralat yang terdapat pada alat ini. …...................................................................................................................... [1 mark]

5 (b)

Diagram 1.2 shows two instruments, X and Y, that can be used to measure the thickness of a wire. Rajah 1.2 menunjukkan dua alat pengukur, X dan Y, yang boleh digunakan untuk menentukan ketebalan seutas dawai.

X

Y

Diagram 1.2 / Rajah 1.2 (i)

Which instrument is more suitable to measure the thickness of the wire? Alat pengukur yang manakah lebih sesuai untuk mengukur ketebalan dawai itu?

…...................................................................................................................... [1 mark] (ii) State one reason for your answer in 1(b)(i). Nyatakan satu sebab bagi jawapan anda di 1(b)(i). …...................................................................................................................... …...................................................................................................................... [1 mark]

6 2

Diagram 2 shows ice melting in a glass. The initial mass of the ice is 0.20 kg. Rajah 2 menunjukkan ais melebur di dalam sebuah gelas. Jisim awal ais itu ialah 0.20 kg. Thermometer / termometer

Ice / Ais

Diagram 2 / Rajah 2 (a)

Explain in terms of energy why the reading of the thermometer, Terangkan dalam sebutan tenaga mengapa bacaan termometer itu, (i)

remains constant for the first 20 minutes. kekal malar untuk 20 minit yang pertama.

…...................................................................................................................... [1 mark] (ii) increases after 20 minutes. meningkat selepas 20 minit. …...................................................................................................................... [1 mark] (b) Calculate the heat absorbed by the ice during the first 20 minutes. [Specific latent heat of fusion of ice = 3.36 x 105 J kg–1] Hitungkan haba yang diserap oleh ais itu semasa 20 minit yang pertama. [Haba pendam tentu pelakuran ais = 3.36 x 105 J kg–1]

[2 marks]

7 (c)

Which statement correctly describes the water in the glass after it is left for a few hours. Mark ( ) in the correct box. Pernyataan manakah yang memerihalkan dengan betul tentang air dalam gelas itu selepas dibiarkan selama beberapa jam. Tanda ( ) pada kotak yang betul. There is no transfer of energy between the water and the surroundings Tiada pemindahan tenaga antara air dan persekitaran There is no net transfer of energy between the water and the surroundings Tiada pemindahan bersih tenaga antara air dan persekitaran [1 mark]

3

Diagram 3 shows a block of concrete being lowered to the bottom of a lake. The volume of the block is 2.5 m3 and its weight is 125 000 N. The density of the water in the lake is 1 010 kg m–3. Rajah 3 menunjukkan satu bongkah konkrit diturunkan ke dasar sebuah tasik. Isipadu bongkah itu ialah 2.5 m3 dan beratnya ialah 125 000 N. Ketumpatan air dalam tasik itu ialah 1 010 kg m–3.

T

Water Air

Concrete block Bongkah konkrit

Diagram 3 / Rajah 3 (a)

State the SI unit for pressure. Nyatakan unit SI bagi tekanan. ……………………………………………………………………………………… [1 mark]

(b)

State one factor that affects the pressure at a point below the surface of a liquid. Nyatakan satu faktor yang mempengaruhi tekanan pada satu titik di bawah permukaan cecair. ……………………………………………………………………………………… [1 mark]

8 (c)

(i)

Calculate the weight of the water displaced by the block. Hitungkan berat air yang disesarkan oleh bongkah itu.

(ii)

Calculate the tension, T, in the cable. Hitungkan tegangan, T, dalam kabel itu.

[2 marks]

[2 marks]

4

Diagram 4.1 shows a transistor circuit for an alarm which is activated by heat. Rajah 4.1 menunjukkan satu litar transistor bagi penggera yang diaktifkan oleh haba.

T 1 kΩ

IB

6V

R

Diagram 4.1 / Rajah 4.1 (a)

Name the component T. Namakan komponen T. ……………………………………………………………………………………… [1 mark]

9 (b)

Complete the following sentences by underlining the correct word. Lengkapkan ayat-ayat berikut dengan menggariskan perkataan yang betul. When T is heated up, its resistance ( decreases / increases ). The base current, IB ( decreases / increases ) to switch on the transistor and light up the bulb. Apabila T dipanaskan, rintangannya ( berkurang / bertambah ). Arus tapak, IB ( berkurang / bertambah ) untuk menghidupkan transistor dan menyalakan mentol. [2 marks]

(c)

Diagram 4.2 shows the trace produced by an alternating current signal on the screen of a cathode ray oscilloscope. The time base of the oscilloscope is set at 0.02 s per division. Rajah 4.2 menunjukkan satu surih yang dihasilkan oleh satu isyarat arus ulangalik pada skrin sebuah osiloskop sinar katod. Dasar masa osiloskop itu ditetapkan pada 0.02 s per bahagian.

Diagram 4.2 / Rajah 4.2 (i)

(ii)

Diagram 4.3 / Rajah 4.3

What is the period of the alternating current signal? Berapakah tempoh bagi isyarat arus ulangalik itu? …...................................................................................................................... [1 mark] Calculate the frequency of the alternating current signal. Hitung frekuensi bagi isyarat arus ulangalik itu.

[2 marks] (iii) On Diagram 4.3, draw the trace produced when the frequency of the alternating current signal is doubled. Pada Rajah 4.3, lukis surih yang dihasilkan apabila frekuensi isyarat arus ulangalik itu menjadi dua kali ganda. [1 mark]

10 5

Diagram 5.1 shows a ray of light entering from air into water. Diagram 5.2 shows a ray of light entering from air into glass. Rajah 5.1 menunjukkan satu sinar cahaya bergerak dari udara ke dalam air. Rajah 5.2 menunjukkan satu sinar cahaya bergerak dari udara ke dalam kaca.

Water Air

Glass Kaca

Diagram 5.1 / Rajah 5.1 (a)

(i)

Diagram 5.2 / Rajah 5.2

Compare the speed of light in water with the speed of light in air. Banding laju cahaya dalam air dengan laju cahaya dalam udara. …...................................................................................................................... [1 mark]

(ii)

Compare the speed of light in glass with the speed of light in air. Banding laju cahaya dalam kaca dengan laju cahaya dalam udara. …...................................................................................................................... [1 mark]

(iii) State the relationship between the speed of light in a medium and the direction of bending of light in that medium. Nyatakan hubungan antara laju cahaya dalam suatu medium dan arah pembengkokannya dalam medium itu. …...................................................................................................................... [1 mark] (iv) Name the phenomenon shown in Diagram 5.1 and Diagram 5.2. Namakan fenomena yang ditunjukkan dalam Rajah 5.1 dan Rajah 5.2. …...................................................................................................................... [1 mark]

11 (b)

Diagram 5.3 shows a point P at the bottom of a swimming pool appears to be at the point Q to the observer. Rajah 5.3 menunjukkan satu titik P pada dasar satu kolam renang kelihatan pada titik Q kepada pemerhati itu. Observer Pemerhati

1.2 m 1.6 m Q P

Diagram 5.3 / Rajah 5.3 (i)

Complete Diagram 5.3 by drawing light rays to show how the image of the point P is seen at Q. Lengkapkan Rajah 5.3 dengan melukis sinar cahaya untuk menunjukkan bagaimana imej titik P kelihatan pada titik Q. [2 marks]

(ii)

Calculate the refractive index of the water in the swimming pool. Hitung indeks biasan air dalam kolam renang itu.

[2 marks]

12 6

Diagram 6.1 shows the activity of a radioactive substance X and a radioactive substance Y being measured by a Geiger-Muller tube connected to a ratemeter. Rajah 6.1 menunjukkan aktiviti bahan radioaktif X dan bahan radioaktif Y diukur oleh tiub Geiger-Muller yang disambung kepada meter kadar. G-M tube Tiub G-M

Ratemeter Meter kadar

Radioactive substance X Bahan radioaktif X

G-M tube Tiub G-M

Ratemeter Meter kadar

Radioactive substance Y Bahan radioaktif Y

Diagram 6.1 / Rajah 6.1 Diagram 6.2 shows the decay curves obtained for radioactive substance X and radioactive substance Y. Rajah 6.2 menunjukkan lengkungan pereputan yang diperoleh bagi bahan radioaktif X dan bahan radioaktif Y.

13 Activity / Counts per minute Aktiviti / Pembilangan per minit 800 700 600 500 400 X

300

Y

200 100 0

5

10

15

20

25

30

Time / minutes Masa / minit

Diagram 6.2 / Rajah 6.2 (a)

What is the meaning of half life? Apakah maksud separuh hayat? ……………………………………………………………………………………… [1 mark]

(b)

Based on the decay curves in Diagram 6.2, Berdasarkan lengkungan-lengkungan pereputan dalam Rajah 6.2, (i)

State the half life of radioactive substance X and radioactive substance Y. Nyatakan separuh hayat bagi bahan radioaktif X dan bahan radioaktif Y. X

:

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

Y

:

................................. [2 marks]

(ii)

For radioactive substance X and radioactive substance Y, what percentage remains undecayed after 10 minutes? Bagi bahan radioaktif X dan bahan radioaktif Y, berapa peratuskah yang belum mereput selepas 10 minit? X

:

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

Y

:

................................. [2 marks]

14 (c)

Based on the answers to 6(b)(i) and 6(b)(ii), compare the decay rates of radioactive substance X and radioactive substance Y. Hence state the relationship between decay rate and half life. Berdasarkan jawapan-jawapan kepada 6(b)(i) dan 6(b)(ii), banding kadar pereputan bagi bahan radioaktif X dan bahan radioaktif Y. Seterusnya, nyatakan hubungan antara kadar pereputan dan separuh hayat. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… [2 marks]

(d)

Give a reason why the readings of the ratemeters did not drop to zero after radioactive substance X and radioactive substance Y were removed. Beri satu sebab mengapa bacaan-bacaan meter kadar itu tidak kembali ke sifar selepas bahan radioaktif X dan bahan radioaktif Y dikeluarkan. ……………………………………………………………………………………… [1 mark]

15 7

Diagram 7 shows an electric motor lifting a 2.0 kg load. When the motor is switched on, the load moved through a height of 1.5 m in 2.5 s with constant speed. The current flowing in the circuit is 1.7 A and the potential difference across the motor is 10.0 V. Rajah 7 menunjukkan sebuah motor elektrik sedang mengangkat satu beban 2.0 kg. Apabila motor itu dihidupkan, beban itu bergerak melalui ketinggian 1.5 m dalam 2.5 s dengan laju malar. Arus yang mengalir dalam litar ialah 1.7 A dan beza keupayaan merentasi motor itu ialah 10.0 V. Motor Motor Axle Gandar

Diagram 7 / Rajah 7 (a)

(b)

State the changes in energy that occur when the motor is switched on. Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku apabila motor itu dihidupkan. ……………………………………………………………………………………… [1 mark] Calculate, Hitung, (i) the electrical power supplied when the motor is lifting the load. kuasa elektrik yang dibekalkan semasa motor itu mengangkat beban.

[2 marks] (ii)

the output power of the motor when the load moved through a height of 1.5 m in 2.5 s. kuasa output motor apabila beban itu melalui ketinggian 1.5 m dalam 2.5 s.

[2 marks]

16 (iii) the efficiency of the electric motor. kecekapan motor itu.

[2 marks]

(c)

If some of the load is removed while the motor is still lifting the load, what change is observed on the ammeter? Explain your answer. Jika sebahagian daripada beban dikeluarkan semasa motor itu mengangkat beban, apakah perubahan yang diperhatikan pada ammeter? Jelaskan jawapan anda ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… [2 marks]

(d)

Suggest one way to increase the efficiency of the motor. Cadangkan satu cara untuk menambah kecekapan motor itu. ……………………………………………………………………………………… [1 mark]

17 8

Diagram 8 shows the graph of force against extension for three springs P, Q and R. Rajah 8 menunjukkan graf daya melawan pemanjangan bagi tiga spring P, Q dan R. Force / N Daya / N

120 Q

100

P

80

R

60

40

20

0

2

4

6

Diagram 8 / Rajah 8 (a)

(i)

8

10

12

Extension / cm Pemanjangan / cm

A law states that the extension of a spring is directly proportional to the force applied if the elastic limit of the spring is not exceeded. Name this law. Suatu hukum menyatakan bahawa pemanjangan seutas spring adalah berkadar terus dengan daya yang dikenakan jika had kenyal tidak dilebihi. Nyatakan hukum ini. …...................................................................................................................... [1 mark]

(ii)

On the graph in Diagram 8, mark ' X ' at the elastic limit for each spring. Pada graf dalam Rajah 8, tandakan ' X ' pada had kenyal setiap spring. [2 marks]

18 (b)

The spring stores energy when it is extended. Spring itu menyimpan tenaga apabila diregang. (i) Name the energy stored in the spring when it is extended. Namakan tenaga yang disimpan dalam spring yang diregang.

(ii)

…...................................................................................................................... [1 mark] Calculate the energy stored in spring R when its extension is 8.0 cm. Hitung tenaga yang disimpan dalam spring R apabila pemanjangannya 8.0 cm.

[3 marks] (c)

The springs are to be used in a Newton balance to measure a maximum load of mass 8 kg. Spring-spring tersebut akan digunakan di dalam neraca Newton untuk mengukur beban maksimum berjisim 8 kg. (i) What is the maximum weight of the load? Berapakah berat maksimum beban itu? …...................................................................................................................... [1 mark] (ii)

Based on Diagram 8, choose two springs which are suitable to be used in the Newton balance specified above. Berdasarkan Rajah 8, pilih dua spring yang sesuai untuk digunakan di dalam neraca Newton tersebut di atas. …...................................................................................................................... [2 marks]

(iii) Which spring is the most suitable to be used in the Newton balance? Explain your answer. Spring yang manakah paling sesuai untuk digunakan di dalam neraca Newton itu. Terangkan jawapan anda. …...................................................................................................................... …...................................................................................................................... [2 marks]

19 Section B Bahagian B [20 marks] Answer any one question from this section. Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini. 9

Diagram 9.1 shows a stationary pistol on a smooth surface. Diagram 9.2 shows the pistol and bullet after the pistol has been fired by remote control. Rajah 9.1 menunjukkan sebuah pistol pegun di atas permukaan licin. Rajah 9.2 menunjukkan pistol dan peluru selepas tembakan dilepaskan secara kawalan jauh.

Stationary pistol Pistol pegun

Diagram 9.1 / Rajah 9.1

Pistol recoils at lower speed Pistol tersentak dengan laju yang lebih rendah

Bullet moves at high speed Peluru bergerak dengan laju tinggi

Diagram 9.2 / Rajah 9.2 (a)

(i)

What is the meaning of momentum? Apakah maksud dengan momentum? [1 mark]

(ii)

State the total momentum of the pistol and bullet in Diagram 9.1 Using Diagram 9.1 and Diagram 9.2, compare the total momentum before and after the bullet is fired. Using Diagram 9.2, compare the magnitude and direction of the momentum of the bullet and pistol. Name the physics principle that can be applied to the motion of the bullet and pistol.

20 Menggunakan Rajah 9.1 dan Rajah 9.2, bandingkan jumlah momentum sebelum dan selepas peluru itu ditembak. Menggunakan Rajah 9.2, bandingkan magnitud dan arah momentum peluru dan pistol. Nyatakan prinsip fizik yang boleh diaplikasi kepada gerakan peluru dan pistol itu. [5 marks] (b)

Describe, in terms of momentum, the propulsion of a rocket engine. Terangkan, dalam sebutan momentum, rejangan sebuah enjin roket. [4 marks]

(c)

Diagram 9.3 shows a the structure of a jet engine for a small jet plane. Rajah 9.3 menunjukkan struktur sebuah enjin jet bagi sebuah kapal terbang jet yang kecil. Combustion chamber Kebuk pembakaran

Compression blades Bilah pemampat

Turbine blades Bilah turbin

Nozzle Nozel

Fuel injector Pemancut bahan api Diagram 9.3 / Rajah 9.3 You are required to give some suggestions to improve the design of the jet engine so that it can be used on a larger jet plane that travels at a higher speed. Using the knowledge on forces and motion and the properties of materials, explain the suggestions based on the aspects labeled on Diagram 9.3 Anda dikehendaki memberi beberapa cadangan untuk membaiki reka bentuk enjin jet itu supaya enjin jet itu boleh digunakan pada sebuah kapal terbang jet yang lebih besar dan bergerak lebih laju. Menggunakan pengetahuan tentang gerakan, daya dan sifat-sifat bahan terangkan cadangan itu yang merangkumi aspek-aspek yang dilabel pada Rajah 9.3. [10 marks]

21 10

Diagram 10.1 shows a tuning fork vibrating near a microphone. The sound waves detected by the microphone are displayed on a cathode-ray oscilloscope. Rajah 10.1 menunjukkan sebuah tala bunyi bergetar berhampiran dengan sebuah mikrofon. Gelombang bunyi yang dikesan oleh mikrofon itu dipaparkan pada sebuah osiloskop sinar katod. When the tuning fork is struck harder, the sound produced is louder and the sound waves produced are as shown in Diagram 10.2. Apabila tala bunyi itu diketuk dengan lebih kuat, bunyi yang dihasilkan adalah lebih nyaring dan gelombang bunyi yang dihasilkan adalah seperti ditunjukkan dalam Rajah 10.2.

a2

a1

Tuning fork Tala bunyi

Diagram 10.1 / Rajah 10.1

(a)

(i)

Diagram 10.2 / Rajah 10.2

What is the meaning of longitudinal waves? Apakah maksud gelombang membujur? [1 mark]

(ii)

Explain how a tuning fork produces sound waves. Jelaskan bagaimana tala bunyi menghasilkan gelombang bunyi. [4 marks]

22 (b)

Using Diagram 10.1 and Diagram 10.2, Berdasarkan Rajah 10.1 dan Rajah 10.2, (i)

Compare the amplitudes of vibration of the tuning forks. Banding amplitud getaran tala bunyi itu.

(ii)

Compare the peak values, a1 and a2, of the waves displayed by the oscilloscope. Banding nilai puncak, a1 dan a2, bagi gelombang yang dipaparkan pada osiloskop.

(iii) Relate the peak values displayed by the oscilloscope to the amplitude of the sound wave. Hubungkan nilai-nilai puncak yang dipapar pada osiloskop dengan amplitud gelombang bunyi. (iv) Relate the peak value to the loudness of the sound produced. Hubungkan nilai puncak dengan kenyaringan bunyi yang dihasilkan. (v)

Hence, deduce the relationship between the loudness of the sound and the amplitude of the wave. Seterusnya, deduksikan hubungan antara kenyaringan bunyi dengan amplitud gelombang itu. [5 marks]

23 (c)

Diagram 10.3 shows a boat using sound waves to measure the depth of the sea. Rajah 10.3 menunjukkan sebuah bot menggunakan gelombang bunyi untuk mengukur kedalaman laut.

Reflected sound Bunyi terpantul

Transmitted sound Bunyi terpancar

Diagram 10.3 / Rajah 10.3 (i)

Using your knowledge of the nature and phenomena of waves, explain how the following aspects of the wave affects the results obtained. Menggunakan pengetahuan anda tentang sifat dan fenomena gelombang, terangkan bagaimana aspek gelombang yang berikut mempengaruhi keputusan yang diperoleh. 

Frequency of the waves Frekuensi gelombang



Energy of the waves Tenaga gelombang [4 marks]

(ii)

List the equipment needed for the measurement. Senaraikan peralatan yang diperlukan untuk pengukuran itu. [4 marks]

(iii) Explain how the depth of the sea is determined. Terangkan bagaimana kedalaman laut ditentukan. [2 marks]

24 Section C Bahagian C [20 marks] Answer any one question from this section. Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini. 11

Diagram 11.1 shows the basic components and four processes in a refrigerator. Rajah 11.1 menunjukkan komponen asas dan empat proses dalam sebuah peti sejuk. Process 4 / Proses 4 The coolant absorbs heat from the interior of the refrigerator Bahan penyejuk menyerap haba dari bahagian dalam peti sejuk

Process 1 / Proses 1 The compressor compresses the coolant gas Pemampat memampat gas bahan penyejuk

Process 3 / Proses 3 The coolant expands and changes from a liquid to a gas Bahan penyejuk mengembang dan bertukar dari cecair ke gas

Process 2 / Proses 2 Heat is removed and the gas changes into a liquid Haba dikeluarkan dan gas bertukar menjadi cecair

Diagram 11 / Rajah 11 (a)

(i)

Explain, using the kinetic theory, how the coolant changes from a gas to a liquid in Process 2. Jelaskan, dengan menggunakan teori kinetik, bagaimana bahan penyejuk itu bertukar menjadi cecair dalam Proses 2. [3 marks]

(ii)

Explain, in terms of latent heat, how the coolant removes heat in Process 3 and Process 4. Jelaskan, dalam sebutan haba pendam, bagaimana bahan penyejuk itu mengeluarkan haba dalam Proses 3 dan Proses 4. [2 marks]

25 (b)

Table11.1 and Table 11.2 show some characteristics of the coolants and the pipes that carry the coolant in the refrigerator. Jadual 11.1 dan Jadual 11.2 menunjukkan beberapa ciri bahan penyejuk dan saluran yang membawa bahan penyejuk dalam peti sejuk itu. Coolant Bahan penyejuk P Q R

Specific latent heat of vapourisation Haba pendam tentu pengewapan J kg-1 1.5 × 105 7.6 × 105 4.5 × 105

Boiling point Takat didih o C 35 10 -10

Table 11.1 / Jadual 11.1 Pipe Saluran X Y Z

Specific heat capacity Muatan haba tentu J kg–1 oC–1 220 350 180

Diameter Diameter Big / Besar Small / Kecil Big / Besar

Table 11.2 / Jadual 11.2 Explain the suitability of each characteristic of the coolant and that of the pipe so that the refrigerator can work efficiently. State which coolant and which pipe should be chosen. Terangkan kesesuaian setiap ciri bahan penyejuk dan saluran supaya peti sejuk itu boleh berfungsi dengan cekap. Nyatakan bahan penyejuk dan saluran manakah patut dipilih. [10 marks] (c)

500 g of water at 30 oC is placed in the freezer of a refrigerator. 500 g air pada 30 oC diletakkan ke dalam peti pembeku sebuah peti sejuk. [Specific latent heat of fusion of ice / Haba pendam tentu perlakuran ais = 3.34 × 105 J kg–1, Specific heat capacity of water / Muatan haba tentu air = 4 200 J kg–1 oC–1] (i)

Explain the meaning “specific heat capacity of water is 4 200 J kg–1 oC–1” Terangkan maksud “muatan haba tentu air = 4 200 J kg–1 oC–1” [1 mark]

(ii)

Calculate the heat removed when the water is cooled to 0 oC. Hitungkan haba yang dikeluarkan apabila air itu disejukkan hingga ke 0 oC. [2 marks]

(iii) Calculate the heat removed when the water at 0 oC is frozen into ice at 0 oC. Hitungkan haba yang dikeluarkan apabila air pada 0 oC dibekukan menjadi ais pada 0 oC. [2 marks]

26 12

(a)

Diagram 12.1 shows a magnet being used to induce a current in a coil. Rajah 12.1 menunjukkan sebatang magnet digunakan untuk mengaruh arus di dalam suatu gegelung.

X

N

S

Magnet moved towards coil Magnet digerakkan ke arah gegelung G Diagram 12.1 / Rajah 12.1 (i)

State Lenz's law. Nyatakan hukum Lenz. [1 mark]

(ii)

Explain how current is induced in the coil. State the pole at X. Terangkan bagaimana arus diaruh di dalam gegelung itu. Nyatakan kutub di X. [4 marks]

27 (b)

Diagram 12.2 shows an alternating current generator which will be used to supply a large direct current to an electrical component R. Rajah 12.2 menunjukkan sebuah penjana arus ulangalik yang digunakan untuk membekal suatu arus terus yang besar kepada sebuah komponen elektrik R. Rotation / Putaran

Rectification circuit Litar rektifikasi

R

Diagram 12.2 / Rajah 12.2

Table 12.1 shows the characteristics of four alternating current generators, W, X, Y and Z. Jadual 12.1 menunjukkan ciri-ciri bagi empat penjana arus ulangalik W, X, Y and Z. Generator Penjana

Number of turns of coil Bilangan lilitan gegelung

Strength of magnets Kekuatan magnet

W

6 000

High / Tinggi

X

10 000

Medium / Sederhana

Y

9 000

High / Tinggi

Z

5000

Medium / Sederhana

Table 12.1 / Jadual 12.1

28 Table 12.2 shows the characteristics of four rectification circuits, A, B, C and D to be used with one of the generators. Jadual 12.2 menunjukkan ciri-ciri bagi empat litar rektifikasi, A, B, C dan D yang akan digunakan bersama satu daripada penjana itu Rectification circuit Litar rektifikasi

Arrangement of components Susunan komponen

Capacitance of C Kapasitans bagi C

One diode / Satu diod A

C

R

Large Besar

R

Small Kecil

One diode / Satu diod B

C

Four diodes / Empat diod

Large Besar

C C

R

Four diodes / Empat diod

Small Kecil

D C

Table 12.2 / Jadual 12.2

R

29 You are asked to investigate the characteristics of the four generators shown in Table 12.1 and the four rectification circuits shown in Table 12.2. Study the specifications of all the four generators and four rectification circuits from the following aspects: – Number of turns of coil in the generator – Strength of the magnets in the generator – Arrangement of components in the rectification circuit – Capacitance of the capacitor in the rectification circuit. Explain the suitability of the aspects. State the most suitable generator and the most suitable rectification circuit to be used. Anda dikehendaki menyiasat ciri-ciri bagi empat penjana dalam Jadual 12.1 dan empat litar rektifikasi dalam Jadual 12.2. Kaji spesifikasi bagi empat penjana dan empat litar rektifikasi dari aspek berikut: – Bilangan lilitan bagi gegelung penjana – Kekuatan magnet bagi penjana – Susunan komponen dalam litar rektifikasi – Kapasitans bagi kapasitor dalam litar rektifikasi Jelaskan aspek-aspek tersebut. Nyatakan penjana yang paling sesuai dan litar rektifikasi yang paling sesuai digunakan. [10 marks] (c)

Diagram 12.3 shows a transformer with a bulb at its output terminals. The bulb lights up at normal brightness. Rajah 12.3 menunjukkan sebuah transformer dengan sebuah mentol di terminal outputnya. Mentol itu menyala dengan kecerahan normal. IP = 0.125 A 12 V 24 W

240 V

NP

NS = 150

Diagram 12.3 / Rajah 12.3 (i) (ii)

State the type of transformer. Nyatakan jenis transformer itu.

[1 mark]

Determine the value of NP. Tentukan nilai NP.

[2 marks]

(iii) Calculate the efficiency of the transformer. Hitung kecekapan transformer itu. END OF QUESTION PAPER KERTAS SOALAN TAMAT

[2 marks]

30

INFORMATION FOR CANDIDATES MAKLUMAT UNTUK CALON 1.

This question paper consists of three sections: Section A, Section B and Section C. Kertas soalan ini mengandungi tiga bahagian: Bahagian A, Bahagian B dan Bahagian C.

2.

Answer all questions in Section A. Write your answers for Section A in the spaces provided in the question paper. Jawab semua soalan dalam Bahagian A. Jawapan anda bagi Bahagian A hendaklah ditulis pada ruang yang disediakan dalam kertas soalan ini.

3.

Answer one question from Section B and one question from Section C. Write your answers for Section B and Section C on your own writing paper. Jawab satu soalan daripada Bahagian B dan satu soalan daripada Bahagian C. Jawapan anda bagi Bahagian B dan Bahagian C hendaklah ditulis dalam kertas tulis anda sendiri.

4.

Show your working, it may help you to get marks. Tunjukkan kerja mengira, ini membantu anda mendapatkan markah.

5.

If you wish to change your answer, cross out the answer that you have done. Then write down the new answer. Jika anda hendak menukar sesuatu jawapan, batalkan jawapan yang telah dibuat. Kemudian tulis jawapan yang baru.

6.

The diagrams in the questions provided are not drawn to scale unless stated. Rajah yang mengiringi soalan tidak dilukis mengikut skala kecuali dinyatakan.

7.

A list of formulae is provided on page 2. Satu senarai formula disediakan di halaman 2.

8.

The marks allocated for each question or part question are shown in brackets. Markah yang diperuntukkan bagi setiap soalan atau ceraian soalan ditunjukan dalam kurungan.

9.

You are advised to spend 90 minutes to answer questions in Section A, 30 minutes for Section B and 30 minutes for Section C. Anda dinasihati supaya mengambil masa 90 minit untuk menjawab soalan dalam Bahagian A, 30 minit untuk Bahagian B dan 30 minit untuk Bahagian C.

10. You may use a non-programmable scientific calculator. Anda dibenarkan menggunakan kalkulator saintifik yang tidak boleh diprogram.