P2 2007 Kedah

4531/2

SULIT 4531/2 Fizik

Kertas 2 No. Kad Pengenalan : ……….......….......……… Angka Giliran : …......……… Sept. 2007 2½ jam

Nama : …………………….............……………. Tingkatan : ……….....………

PERSIDANGAN KEBANGSAAN PENGETUA-PENGETUA SEKOLAH MENENGAH NEGERI KEDAH DARUL AMAN

PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM 2007

PHYSICS Paper 2 Two hours and thirty minutes

JANGAN BUKA KERTAS SOALAN INI SEHINGGA DIBERITAHU 1. Kertas soalan ini adalah dalam dwibahasa. 2. Soalan dalam Bahasa Malaysia adalah sepadan dengan soalan dalam Bahasa Inggeris. 3. Calon dibenarkan menjawab keseluruhan atau sebahagian soalan sama ada dalam Bahasa Inggeris atau Bahasa Malaysia.

Untuk Kegunaan Pemeriksa Markah Markah Bahagian Soalan Penuh Diperoleh 1 2 3 A

4 5 6

4. Calon dikehendaki membaca maklumat di halaman 2.

7 8 B C

9 10 11 12 Jumlah

Kertas soalan ini mengandungi 22 halaman bercetak [Lihat sebelah SULIT

INFORMATION FOR CANDIDATES

2 1. This question paper consists of three sections: Section A, Section B and Section C. 2. Answer all questions in Section A. Write your answers for Section A in the spaces provided in the question paper. 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. Answer questions in Section B and Section C in detail. You may use equations, diagrams, tables, graphs and other suitable methods to explain your answer. 4. Show your working, it may help you to get marks. 5. If you wish to cancel any answer, neatly cross out the answer that you have done. Then write down the new answer. 6. The diagrams provided in the questions are not drawn to scale unless stated. 7. A list of formulae is provided on page 3. 8. The marks allocated for each question or part question are shown in brackets. 9. The time suggested to answer Section A is 90 minutes, Section B is 30 minutes and Section C is 30 minutes. 10. You may use a non-programmable scientific calculator.

MAKLUMAT UNTUK CALON 1. Kertas soalan ini mengandungi tiga bahagian: Bahagian A, Bahagian dan Bahagian C. 2. Jawab semua soalan dalam Bahagian A. Tulis jawapan bagi Bahagian A dalam ruang yang disediakan dalam kertas soalan. 3. Jawab satu soalan daripada Bahagian B dan satu soalan daripada Bahagian C. Tulis jawapan anda bagi Bahagian B dan Bahagian C pada kertas tulis anda sendiri. Jawab soalan Bahagian B dan Bahagian C dengan terperinci. Anda boleh menggunakan persamaan, rajah, jadual, graf dan cara lain yang sesuai untuk menjelaskan jawapan anda. 4. Tunjukkan kerja mengira, ini membantu anda mendapatkan markah. 5. Sekiranya anda hendak menukar jawapan, batalkan dengan kemas jawapan yang telah dibuat. Kemudian tulis jawapan yang baru. 6. Rajah yang mengiringi soalan tidak dilukis mengikut skala kecuali dinyatakan. 7. Satu senarai rumus disedialan di halaman 3. 8. Markah yang diperuntukkan bagi setiap soalan atau ceraian soalan ditunjukkan dalam kurungan. 9. Masa yang dicadangkan untuk menjawab Bahagian A ialah 90 minit, Bahagian B ialah 30 minit dan Bahagian C ialah 30 minit. 10. Anda dibenarkan menggunakan kalkulator saintifik yang tidak boleh diprogram.

3

Section A

4 [60 marks] Answer all questions in this section The time suggested to complete this section is 90 minutes.

1

Diagram 1.1 shows the distance-time graph for the motion of a runner who is running along a straight line. Rajah 1.1 menunjukkan graf jarak-masa bagi gerakan seorang pelari yang berlari dalam satu garis lurus. s s/ /mm 25 20 15

B

C

5

10

10 5

A

0

DIAGRAM XX

t/s

t/s

DIAGRAM 1.1 / RAJAH 1.1

(a) Based on Diagram 1.1, what is the distance travelled by the runner after 10 s? Berdasarkan Rajah 1.1, berapakah jarak yang dilalui oleh pelari itu selepas 10 s? …...………..……………………………………………..…………………………….. [1 mark] (b) What physical quantity is given by the gradient of the graph in Diagram 1.1? Apakah kuantiti fizik yang diberikan oleh kecerunan graf pada Rajah 1.1? …...………..……………………………………………..…………………………….. [1 mark] (c) Describe the motion of the runner, Huraikan gerakan pelari itu, (i)

from A to B / dari A ke B,

(ii)

……...……………………………………..…………………………………….. [1 mark] from B to C / dari B ke C. ……...……………………………………..…………………………………….. [1 mark]

5 2

Diagram 2.1 shows the initial reading of a stopwatch at the beginning of an experiment. The stopwatch was used to measure the time for 20 complete oscillations made by a simple pendulum of length, l. Rajah 2.1 menunjukkan bacaan awal jam randik pada awal suatu eksperimen. Jam randik ini digunakan untuk mengukur masa 20 ayunan lengkap yang dilakukan oleh satu bandul ringkas yang panjangnya, l. Diagram 2.2 shows the reading of the stopwatch at the end of the experiment. Rajah 2.2 menunjukkan bacaan jam randik itu pada akhir eksperimen.

DIAGRAM 2.1 / RAJAH 2.1

(a) (i)

DIAGRAM 2.2 / RAJAH 2.2

State the type of error shown in Diagram 2.1. Nyatakan jenis ralat yang ditunjukkan pada Rajah 2.1. ……...……………………………………..…………………………………….. [1 mark]

(ii)

What is the actual time taken for the pendulum to complete 20 oscillations? Berapakah masa sebenar yang diambil oleh bandul itu untuk melengkapkan 20 ayunan? ……...……………………………………..…………………………………….. [1 mark]

(b) (i)

Find the period of one complete oscillation, T, for this pendulum. Tentukan tempoh satu ayunan lengkap, T, bagi bandul ini.

[1 mark]

6 (ii)

The relationship between the length, l, and the period, T, of a simple

 g  2 T . 2   4π 

pendulum is given by the equation, l = 

Hubungan antara panjang, l, dan tempoh, T, satu bandul ringkas diberikan

 g  2 T . 2   4π 

oleh persamaan, l = 

Using the value of T obtained in (b)(i), calculate the length, l, of the pendulum. [ Given that π = 3.142 and g = 10 m s-2] Dengan menggunakan nilai T dalam (b)(i), hitungkan panjang, l bandul itu. [Diberi bahawa π = 3.142 dan g = 10 m s-2]

[2 marks] 3

Diagram 3.1 shows a mirror at the corner of a shop. Rajah 3.1 menunjukkan satu cermin di sudut sebuah kedai.

Mirror Cermin

DIAGRAM 3.1 / RAJAH 3.1

(a) Name the type of mirror shown in Diagram 3.1. Namakan jenis cermin yang ditunjukkan dalam Rajah 3.1. …...………..……………………………………………..…………………………….. [1 mark] (b) Name one characteristic of the image formed by the mirror. Namakan satu ciri imej yang dibentuk oleh cermin itu. …...………..……………………………………………..…………………………….. [1 mark]

7 (c) Sketch a ray diagram to show how the image is formed. Lakarkan satu gambar rajah sinar untuk menunjukkan bagaimana imej itu dibentuk.

[3 marks] (d) What is the advantage of using this type of mirror in the shop? Apakah kelebihan menggunakan cermin jenis ini di dalam kedai? …...………..……………………………………………..…………………………….. [1 mark] 4

Diagram 4.1 shows the use of a transistor in a circuit. Rajah 4.1 menunjukkan kegunaan transistor dalam suatu litar.

Bulb

R1 = 1500 Ω IB

R2

V2

IC 6V

IE

DIAGRAM 4.1 / RAJAH 4.1

(a) Name the type of transistor used. Namakan jenis transistor yang digunakan. …...………..……………………………………………..…………………………….. [1 mark] (b) The transistor is switched on when the base voltage V2 ≥ 2 V. Transistor itu dihidupkan apabila voltan tapak V2 ≥ 2 V. (i)

Write an equation to show the relationship between IB, IC and IE. Tuliskan satu persamaan untuk menunjukkan hubungan antara IB, IC dan IE. ...........……………………………………………..…………………………….. [1 mark]

8 (ii)

Calculate the minimum value of R2 when the transistor is switched on. Hitungkan nilai minimum R2 apabila transistor itu dihidupkan.

[2 marks] (c) The resistor R2 is then replaced with a light dependent resistor which has a high resistance when it is dark. Perintang R2 kemudian digantikan dengan perintang peka cahaya yang mempunyai rintangan tinggi apabila keadaan sekitar gelap. (i)

Explain whether the bulb will light up during the day. Jelaskan sama ada mentol itu menyala pada waktu siang. .....................…………………………………………………………………….. .....................…………………………………………………………………….. [2 marks]

(ii)

Besides being used as a switch, state one other use of a transistor. Nyatakan satu kegunaan transistor selain daripada digunakan sebagai satu suis. .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

9 5

Diagram 5.1 and Diagram 5.2 show two eggs released from the same height and drop on to Surface A and Surface B respectively. Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan dua biji telur dilepaskan daripada ketinggian sama dan jatuh ke atas permukaan A dan permukaan B masing-masing.

Egg / Telur

Egg / Telur

Does not break / Tidak pecah

Surface A / Permukaan A

Breaks / Pecah

Surface B / Permukaan B

DIAGRAM 5.1 / RAJAH 5.1

DIAGRAM 5.2 / RAJAH 5.2

(a) What is meant by impulse? Apakah yang dimaksudkan dengan impuls? .........…………………………………………………………………………………… [1 mark] (b) With reference to Diagram 5.1 and Diagram 5.2; Merujuk kepada Rajah 5.1 dan Rajah 5.2; (i)

Compare the force on the eggs that strike Surface A and Surface B. Bandingkan daya pada telur yang menghentam Permukaan A dan Permukaan B.

(ii)

.....................…………………………………………………………………….. [1 mark] Compare the time of impact of the eggs on Surface A and Surface B. Bandingkan masa hentaman telur itu pada Permukaan A dan Permukaan B.

.....................…………………………………………………………………….. [1 mark] (iii) Compare the change in momentum of the eggs in both situations. Bandingkan perubahan momentum pada telur dalam kedua-dua situasi. .....................…………………………………………………………………….. [1 mark] (iv)

State the relationship between the force produced in a collision and the time of impact. Nyatakan hubungan antara daya yang dihasilkan dalam suatu perlanggaran dengan masa hentaman. .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

10 (v)

Suggest a suitable material for Surface A. Cadangkan satu bahan yang sesuai bagi Permukaan A. .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

(c) Diagram 5.3 shows a pile hammer used in driving a pile into the ground at a construction site.

Rajah 5.3 menunjukkan pelantak cerucuk yang digunakan untuk menanam cerucuk ke dalam tanah di suatu tapak pembinaan.

Pile hammer Pelantak cerucuk Pile Cerucuk

DIAGRAM 5.3 / RAJAH 5.3

Explain how a large force is produced by the pile hammer in driving the pile into the ground. Jelaskan bagaimana suatu daya yang besar dihasilkan oleh pelantak cerucuk itu semasa menanam cerucuk itu ke dalam tanah. ……………..…………………………………………………………………………... ……………..…………………………………………………………………………... ……………..…………………………………………………………………………... [2 marks]

11 6

Diagram 6.1 and Diagram 6.2 show that a current is induced in a solenoid when a bar magnet is moved in or out of the solenoid. Rajah 6.1 dan Rajah 6.2 menunjukkan arus diaruhkan dalam sebuah solenoid apabila sebatang magnet bar digerakkan masuk atau keluar dari solenoid itu. Bar magnet Magnet bar

X

Y

N

DIAGRAM 6.1 / RAJAH 6.1

Bar magnet Magnet bar

N

DIAGRAM 6.2 / RAJAH 6.2

(a) What is meant by induced current? Apakah yang dimaksudkan dengan arus aruhan? .........…………………………………………………………………………………… [1 mark] (b) Based on the direction of the current in Diagram 6.1 and Diagram 6.2; Berdasarkan arah arus dalam Rajah 6.1 dan Rajah 6.2; (i)

Label the polarity at the end of each solenoid in box X and box Y. Label kekutuban di hujung setiap solenoid dalam petak X dan petak Y. [2 marks]

(ii)

Label the direction of motion of the bar magnet in the boxes provided in Diagram 6.1 and Diagram 6.2 Label arah gerakan setiap magnet bar dalam petak yang disediakan di Rajah 6.1 dan Rajah 6.2. [2 marks]

(c) (i)

State whether the force that acts between the solenoid and bar magnet in Diagram 6.1 and Diagram 6.2 is attractive or repulsive. Nyatakan sama ada daya yang bertindak antara solenoid dan magnet bar dalam Rajah 6.1 dan Rajah 6.2 adalah tarikan atau tolakan. Force in Diagram 6.1 / Daya dalam Rajah 6.1 : …………….………………….. Force in Diagram 6.2 / Daya dalam Rajah 6.2 : …………….………………….. [2 marks]

(ii)

Name the law that applies to (c)(i). Namakan hukum yang digunakan di (c)(i). .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

12 (d) Suggest one method to increase the magnitude of the induced current in the solenoid. Cadangkan satu kaedah untuk menambahkan magnitud arus aruhan dalam solenoid. .........…………………………………………………………………………………… [1 mark] 7

Diagram 7.1 shows two cups of coffee of equal mass being cooled by adding a few pieces of ice cubes. Rajah 7.1 menunjukkan dua cawan kopi berjisim sama disejukkan dengan menambah beberapa ketulan ais. Ice / Ais Ice / Ais

Cup A / Cawan A

Cup B / Cawan B

DIAGRAM 7.1 / RAJAH 7.1

Initially, each cup contains 0.2 kg of coffee at 75.5 oC. It is observed that both cups of coffee reach a final temperature of 25 oC at the same time. Pada awalnya, setiap cawan mengandungi 0.2 kg kopi pada 75.5 oC. Diperhatikan bahawa kedua-dua cawan kopi mencapai suhu akhir 25 oC pada masa sama. (a) The melting of ice involves the absorption of latent heat of fusion. What is meant by specific latent heat of fusion? Peleburan ais melibatkan penyerapan haba pendam pelakuran. Apakah yang dimaksudkan dengan haba pendam tentu pelakuran? .........…………………………………………………………………………………… .........…………………………………………………………………………………… [1 mark] (b) (i)

Which cup of coffee requires more ice? Cawan kopi yang manakah memerlukan lebih banyak ais? .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

13 (ii)

Explain your answer in (b)(i). Jelaskan jawapan anda untuk (b)(i). .....................…………………………………………………………………….. .....................…………………………………………………………………….. .....................…………………………………………………………………….. [2 marks]

(c) Calculate the heat released when the coffee is cooled down to 25 oC. [Specific heat capacity of coffee = 4500 J kg–1 oC–1] Hitungkan haba yang dibebaskan apabila kopi itu disejukkan ke 25 oC. [Muatan haba tentu kopi = 4500 J kg–1 oC–1 ]

[2 marks] (d) (i)

Calculate the mass of ice needed to cool the coffee in cup A to 25 oC. Hitungkan jisim ais yang perlu untuk menyejukkan kopi dalam cawan A ke 25 oC. [Specific heat capacity of water = 4200 J kg–1 oC–1, specific latent heat of fusion of ice = 3.36 x 105 J kg–1] [Muatan haba tentu air = 4200 J kg–1 oC–1, haba pendam tentu pelakuran ais = 3.36 x 105 J kg–1]

[3 marks] (ii)

State one assumption which you made in your calculation in (d)(i). Nyatakan satu anggapan yang anda buat dalam penghitungan anda di (d)(i). .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

14 8

Diagram 8.1 shows the positions of two policemen A and B standing behind the two tall buildings. The policemen are holding a walkie-talkie each. The two buildings are 4 m apart. Rajah 8.1 menunjukkan kedudukan dua orang polis A dan B berdiri di belakang dua bangunan tinggi. Kedua-dua orang polis itu masing-masing memegang sebuah ‘walkietalkie’. Kedua-dua bangunan itu dipisahkan sejauh 4 m. Policeman A / Polis A 4m

Tall building / Bangunan tinggi

Policeman B / Polis B DIAGRAM 8.1 / RAJAH 8.1

The policemen communicate with each other by using radio waves. Kedua-dua orang polis itu menghubungi antara satu sama lain dengan menggunakan gelombang radio. (a) Radio waves are a type of …………………………………………. Gelombang radio adalah sejenis ………………………………………. [1 mark] (b) (i)

Name the wave phenomenon which enables the policemen to communicate with each other. Namakan fenomena gelombang yang membolehkan kedua-dua orang polis itu menghubungi satu sama lain. .....................…………………………………………………………………….. [1 mark]

(ii)

Name two factors that affect the effectiveness of the above phenomenon. Nyatakan dua faktor yang mempengaruhi keberkesanan fenomena di atas. .....................…………………………………………………………………….. .....................…………………………………………………………………….. [2 marks]

15 Table 8.1 shows a few radio frequencies suggested by the policemen. Jadual 8.1 menunjukkan beberapa frekuensi radio yang dicadangkan oleh polis itu. Suggested frequencies (Frekuensi yang dicadangkan) 50 MHz 500 MHz 5 GHz TABLE 8.1 / JADUAL 8.1

(c) Calculate the wavelengths of each of the radio waves suggested by assuming the speed of radio waves in air is 3.0 x 108 m s–1. Hitungkan panjang gelombang setiap gelombang radio yang dicadangkan dengan menganggap bahawa laju gelombang radio di udara ialah 3.0 x 108 m s–1.

[4 marks] (d) Based on your answer in (c), which is the most suitable radio frequency to be used by the policemen. Explain your answer. Berdasarkan jawapan anda di (c), frekuensi radio yang manakah paling sesuai digunakan oleh polis itu. Jelaskan jawapan anda. .........…………………………………………………………………………………… .........…………………………………………………………………………………… .........…………………………………………………………………………………… [2 marks] (e) Name one type of electromagnetic wave which is suitable for satellite communication. Give a reason for your answer. Namakan satu jenis gelombang elektromagnet yang sesuai digunakan untuk perhubungan satelit. Berikan satu sebab bagi jawapan anda. .........…………………………………………………………………………………… .........…………………………………………………………………………………… [2 marks]

16 Section B [20 marks] Answer any one question. The time suggested to complete this section is 30 minutes. 9

Diagram 9.1 and Diagram 9.2 show how water spurts out from its container when the valve is opened. Rajah 9.1 dan Rajah 9.2 menunjukkan bagaimana air memancut keluar daripada bekasnya apabila injap dibuka.

Water level Aras air Water level Aras air

DIAGRAM 9.1 / RAJAH 9.1

DIAGRAM 9.2 / RAJAH 9.2

When a liquid is held in a container, it exerts pressure on the container. Apabila cecair diisikan ke dalam suatu bekas, ia mengenakan tekanan pada bekas itu. (a) What is meant by pressure? Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan? [1 mark] (b) With reference to Diagram 9.1 and Diagram 9.2, compare the depth of the water in both containers, the rate at which water spurts out and the distance travelled by the water that spurts out. Merujuk kepada Rajah 9.1 dan Rajah 9.2, bandingkan kedalaman air di dalam kedua-dua bekas, kadar air memancut keluar dan jarak pancutan air yang memancut keluar. Relate the distance travelled by the water that spurts out to the depth of the water. Hence make a conclusion regarding the relationship between the pressure and the depth of the water. Hubungkaitkan jarak pancutan air yang memancut keluar dengan kedalaman air. Seterusnya, buat satu kesimpulan tentang hubungan antara tekanan dengan kedalaman air. [5 marks]

17 (c) A small bubble of air is released from the bottom of a lake. Satu gelembung udara kecil dilepaskan daripada dasar sebuah tasik. (i)

Explain what happens to the size of bubble as it rises to the surface of the water. Jelaskan apa yang berlaku kepada saiz gelembung udara itu semasa ia naik ke permukaan air. [2 marks]

(ii)

Explain how this change affects the upward motion of the bubble. Jelaskan bagaimana perubahan ini mempengaruhi gerakan gelembung itu ke atas. [2 marks]

(d) Diagram 9.3 and Diagram 9.4 show the side view of two different models of a dam made from bricks and concrete. Rajah 9.3 dan Rajah 9.4 menunjukkan pandangan tepi dua model empangan yang berlainan yang dibuat daripada bata dan konkrit. Water / Air

Water / Air Dam / Empangan

Dam / Empangan

DIAGRAM 9.3 / RAJAH 9.3

(i)

DIAGRAM 9.4 / RAJAH 9.4

Which model is preferable? Explain your answer. Model yang manakah lebih diutamakan? Jelaskan jawapan anda. [2 marks]

(ii)

Suggest two uses of the water in the dam. Cadangkan dua kegunaan air di dalam empangan itu. [2 marks]

(iii) Explain the modifications that need to be made to the dam to enable it to store more water safely. Terangkan pengubahsuaian yang perlu dilakukan kepada empangan supaya membolehkannya menyimpan lebih banyak air dengan selamatnya. [6 marks]

18 10 Diagram 10.1 and Diagram 10.2 show the activities of two radioactive sources A and B. Rajah 10.1 dan 10.2 menunjukkan keaktifan dua sumber radioaktif A dan B. Activity / s–1

Activity / s–1 1200

800

900

600

600

400

300

200

0

5

10

15

20

Time / h

0

100

200

300

400 Time / s

Radioactive source A Sumber radioaktif A

Radioactive source B Sumber radioaktif B

DIAGRAM 10.1 / RAJAH 10.1

DIAGRAM 10.2 / RAJAH 10.2

(a) What is meant by radioactivity? Apakah yang dimaksudkan dengan keradioaktifan? [1 mark] (b) (i)

For radioactive source A and radioactive source B, determine the time taken for the activity to become half of its initial value. Bagi sumber radioaktif A dan sumber radioaktif B, tentukan masa yang diambil untuk keaktifannya menjadi separuh daripada nilai asalnya. [2 marks]

(ii)

Compare the times taken in (b)(i) for the activities of radioactive source A and radioactive source B to become half of its initial value. Bandingkan masa-masa yang diambil di (b)(i) bagi keaktifan sumber radioaktif A dan sumber radioaktif B menjadi separuh nilai asalnya. [1 mark]

(iii) State one common characteristic of the times taken in (b)(i) for the activities of radioactive source A and radioactive source B to become half of its initial value. Nyatakan satu ciri sepunya bagi masa-masa yang diambil di (b)(i) untuk keaktifan sumber radioaktif A dan sumber radioaktif B menjadi separuh nilai asalnya. [1 mark] (iv)

Give a name for the time taken for the activity of a radioactive source to become half of its initial value. Berikan nama bagi masa yang diambil untuk keaktifan suatu sumber radioaktif menjadi separuh nilai asalnya. [1 mark]

19 (c) What is nuclear fission and nuclear fusion? Explain how these two nuclear reactions are able to release energy? Apakah itu pembelahan nukleus dan pelakuran nukleus? Terangkan bagaimana kedua-dua tindakbalas nuklear ini boleh membebaskan tenaga. [4 marks] (d) Diagram 10.3 shows an underground water pipe which has a leak. Rajah 10.3 menunjukkan suatu paip bawah tanah yang bocor. Water pipe / Paip air

Location of leakage Kedudukan kebocoran

1m

DIAGRAM 10.3 / RAJAH 10.3

(i)

Explain how a radioactive substance can be used to detect the location of the leakage. Terangkan bagaimana suatu bahan radioaktif boleh digunakan untuk mengesan kedudukan kebocoran itu. [4 marks]

(ii)

Radioactive substances are hazardous and must be used with care. In using a radioactive substance to detect the leakage, suggest how the substance should be chosen by considering the following aspects: - the half-life of the substance, - the types of radiation emitted by the substance, - the type of detector to be used. Bahan-bahan radioaktif adalah merbahaya dan mesti digunakan dengan cermat. Apabila menggunakan bahan radioaktif untuk mengesan kebocoran, cadangkan bagaimana bahan itu dipilih dengan mempertimbangkan aspek yang berikut: - separuh hayat bahan, - jenis-jenis sinaran yang dipancarkan oleh bahan, - jenis alat pengesan yang digunakan. [6 marks]

20 Section C [20 marks] Answer any one question The time suggested to complete this section is 30 minutes 11 (a) Table 11.1 shows 5 materials which can be used to make an optical fibre. Jadual 11.1 menunjukkan 5 jenis bahan yang boleh digunakan untuk membina serabut optik. Material Bahan

Refractive index Indeks biasan

% of light energy absorbed % tenaga cahaya yang diserap

Rigidity Ketegaran

Strength Kekuatan

P

1.75

2%

Strong

Weak

Q

1.80

10 %

Weak

Strong

R

1.70

2%

Weak

Strong

S

1.52

3%

Strong

Strong

T

1.48

10 %

Weak

Weak

TABLE 11.1 / JADUAL 11.1

(i)

Write an equation for finding the refractive index of a material in term of velocity of light? Tuliskan satu persamaan untuk menentukan indeks biasan satu bahan dalam sebutan halaju cahaya. [1 mark]

(ii)

With the help of a diagram, explain the working principle of an optical fibre. Dengan bantuan gambar rajah, jelaskan prinsip kerja satu serabut optik. [4 marks]

(iii) You are asked to investigate the characteristics of the materials in Table 11.1 which could be used to make the optical fibre. Explain the suitability of each characteristic and hence, determine the most suitable material to be used to make the optical fibre. Give a reason for your choice. Anda ditugaskan untuk mengkaji ciri-ciri bahan dalam Jadual 11.1 untuk digunakan bagi membuat satu serabut optik. Terangkan kesesuaian setiap ciri dan seterusnya tentukan bahan yang paling sesuai untuk membuat serabut optik itu. Berikan satu sebab untuk pilihan anda. [10 marks]

21 (b) Diagram 11.1 shows a coin at the bottom of a tall empty cup. Diagram 11.2 shows the coin at the bottom of the cup when the cup is filled with water. Rajah 11.1 menunjukkan satu duit syiling di dasar sebuah cawan kosong yang tinggi. Rajah 11.2 menunjukkan duit syiling itu di dasar cawan apabila cawan itu diisi dengan air. Water

DIAGRAM 11.1 / RAJAH 11.1

(i)

DIAGRAM 11.2 / RAJAH 11.2

Compare the size of the coin in Diagram 11.1 and Diagram 11.2, as seen by an observer above the cup. State the phenomenon that caused the difference in size of the coin in seen in Diagram 11.1 and Diagram 11.2. Bandingkan saiz duit syiling di Rajah 11.1 dan Rajah 11.2 sebagaimana dilihat oleh seorang pemerhati dari atas cawan itu. Nyatakan fenomena yang menyebabkan perbezaan saiz duit syiling yang dilihat di Rajah 11.1 dan Rajah 11.2 [2 marks]

(ii)

The depth of water in Diagram 11.2 is 16 cm. Calculate the apparent depth of the coin when viewed directly from above by the observer. Kedalaman air di Rajah 11.2 ialah 16 cm. Hitungkan dalam ketara duit syiling itu apabila dilihat tegak dari atas cawan oleh pemerhati itu.. [Refractive index of water / indeks biasan air =

4 ] 3

[2 marks] (c) Suggest one method that will make the coin appear nearer to the observer than in (b)(i). Cadangkan satu kaedah yang akan menjadikan syiling itu kelihatan lebih dekat dengan pemerhati berbanding dengan di (b)(i). [1 mark]

22 12 (a) (i)

Draw a diagram to show how 3 resistors can be connected in series. Lukis satu gambar rajah untuk menunjukkan bagaimana 3 perintang disambungkan secara bersiri. [1 mark]

(ii)

Explain the advantages of connecting household appliances in parallel. Jelaskan kelebihan menyambung perkakas elektrik rumah secara selari. [4 marks]

(b) A student plans to fix a lamp in his room. Table 12.1 shows the features of 4 different types of lamps. Seorang pelajar bercadang untuk memasang sebuah lampu di dalam biliknya. Jadual 12.1 menunjukkan sifat-sifat 4 jenis lampu yang berlainan. Type of lamp Jenis lampu

Power Kuasa

Efficiency Kecekapan

Life Span Tempoh hayat

Price Harga

Compact fluorescent lamp Lampu pendarflour padat

18 W

50 %

7000 hours 7000 jam

High Tinggi

Filament lamp Lampu filamen

75 W

12 %

1000 hours 1000 jam

Low Rendah

Long fluorescent lamp Lampu pendarflour panjang

20 W

45 %

14000 hours 14000 jam

Medium Sederhana

Round fluorescent lamp Lampu pendarflour bulat

24 W

40 %

10000 hours 10000 jam

High Tinggi

TABLE 12.1 / JADUAL 12.1

Explain the suitability of each feature in Table 12.1 and then determine the most suitable lamp to be used. Give a reason for your choice. Terangkan kesesuaian setiap sifat dalam Jadual 12.1 dan tentukan lampu yang paling sesuai digunakan. Berikan satu sebab bagi pilihan anda. [10 marks] (c) A 5 Ω resistor and a 10 Ω resistor are connected in parallel to a 9 V power supply. Satu perintang 5 Ω dan satu perintang 10 Ω disambungkan secara selari kepada bekalan kuasa 9 V. Calculate / Hitungkan (i) the effective resistance, / rintangan berkesan, (ii) the current in the 5 Ω resistor, / arus melalui perintang 5 Ω, (iii) power dissipated by the 10 Ω resistor. / kuasa terlesap oleh perintang 10 Ω. [5 marks]

END OF QUESTION PAPER / KERTAS SOALAN TAMAT