Physics P3 Kedah 2008

1 SULIT 4531/3 Fizik

4531/3

Kertas 3 Sept. 1½ jam

No. Kad Pengenalan: ………................…......……….... Angka Giliran: ......……… Nama: …….…………......…….............……………. Tingkatan: …….....……… PERSIDANGAN KEBANGSAAN PENGETUA-PENGETUA SEKOLAH MENENGAH NEGERI KEDAH DARUL AMAN

PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM 2008 PHYSICS Paper 3 One hour and thirty minutes

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 Bahagian Soalan

Markah Markah penuh diperoleh

1

16

2

12

3

12

4

12

A

B Jumlah

Kertas soalan ini mengandungi 13 halaman bercetak SULIT

2

Section A Bahagian A [28 marks] Answer all questions in this section. Jawab semua soalan dalam bahagian ini. 1

A student carries out an experiment to investigate how the temperature of water increases with the time of heating. Diagram 1.1 shows the set up of the apparatus for the investigation. Before the heater is switched on, the initial temperature, θ0, of the water is measured. Diagram 1.2 shows meniscus of the mercury column in the thermometer. Seorang pelajar menjalankan satu eksperimen untuk menyiasat bagaimana suhu air bertambah dengan masa pemanasan. Rajah 1.1 menunjukkan susunan radas bagi penyiasatan itu. Sebelum pemanas dihidupkan, suhu awal, θ0 bagi air itu diukur. Rajah 1.2 menunjukkan meniskus bagi turus merkuri dalam termometer. Thermometer Termometer To power supply Ke bekalan kuasa

30

Immersion heater Pemanas rendam

20

Water Air

Diagram 1.2 / Rajah 1.2 Diagram 1.1 / Rajah 1.1

A stopwatch and the heater are switched on simultaneously. At time, t = 20 s, the temperature, θ, of the water is read on the thermometer. Diagram 1.3 shows the meniscus of the mercury column in the thermometer. The procedure is repeated for heating time, t = 40 s, 60 s, 80 s, and 100 s. The positions of the meniscus of the mercury column in the thermometer are shown in Diagrams 1.4, 1.5, 1.6 and 1.7. Sebuah jam randik dan pemanas dihidupkan serentak. Pada masa, t = 20 s, suhu, θ, bagi air itu dibaca pada termometer. Rajah 1.3 menunjukkan meniskus bagi turus merkuri dalam termometer itu. Procedure itu diulang bagi masa pemanasan, t = 40 s, 60 s, 80 s, and 100 s. Kedudukan-kedudukan meniskus bagi turus merkuri dalam termometer adalah seperti ditunjukkan dalam Rajah 1.4, 1.5, 1.6 and 1.7.

3

40

40

50

30

30

40

t = 20 s

t = 40 s

t = 60 s

θ = ...........

θ = ...........

θ = ...........

Diagram 1.3 Rajah 1.3

Diagram 1.4 Rajah 1.4

Diagram 1.5 Rajah 1.6

(a)

60

60

50

50

t = 80 s

t = 100 s

θ = ...........

θ = ...........

Diagram 1.6 Rajah 1.6

Diagram 1.7 Rajah 1.7

For the experiment described above, identify: Bagi experiment yang diterangkan di atas, kenal pasti (i) the manipulated variable / pembolehubah dimanipulasikan

(ii)

………………………………………………………………………………… [1 mark] the responding variable / pembolehubah bergerak balas

………………………………………………………………………………… [1 mark] (iii) a constant variable / pembolehubah dimalarkan ………………………………………………………………………………… [1 mark]

4

(b)

Based on Diagram 1.2, determine the initial temperature, θ0, of the water. Berdasarkan Rajah 1.2, tentukan suhu awal, θ0, bagi air itu. Initial temperature / suhu awal , θ0 = ……………. [1 mark]

(c)

Based on Diagrams 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 and 1.7, Berdasarkan Rajah 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 dan 1.7, (i) Record the thermometer readings, θ, in the spaces provided on page 3. Catatkan bacaan-bacaan termometer, θ, dalam ruang yang disediakan di halaman 3. [1 mark] (ii)

(d)

Calculate the values of ∆θ for each heating time using the formula ∆θ = θ − θ 0 . Tabulate your results for θ and ∆θ for all values of t in the space below. Hitungkan nilai-nilai ∆θ bagi setiap masa pemanasan dengan menggunakan formula ∆θ = θ − θ 0 . Jadualkan keputusan anda bagi θ dan ∆θ bagi semua nilai t pada ruang di bawah. [5 marks]

On the graph paper on page 5, plot a graph of ∆θ against t. Pada kertas graf di halaman 5, lukis graf ∆θ melawan t. [5 marks]

(e)

Based on your graph, state the relationship between ∆θ and t. Berdasarkan graf anda, nyatakan hubungan antara ∆θ dan t. ....................................................................................................................... [1 mark]

5

Graph of ∆θ against t Graf ∆θ melawan t

6

2

A student carries out an experiment to investigate the interference of sound waves. Two loudspeakers are connected to an audio signal generator. The student measured the distance between two adjacent loud sounds, x, for different 1 values of frequency, f. The student then plots a graph of f against as shown x in Diagram 2.1. Seorang pelajar menjalankan satu eksperimen untuk menyiasat interferens bagi gelombang bunyi. Dua pembesar suara disambungkan ke satu penjana isyarat bunyi. Pelajar itu mengukur jarak antara dua bunyi kuat bersebelahan, x, bagi nilai-nilai frekuensi yang berlainan, f. Pelajar itu kemudian melukis graf f 1 seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.1. melawan x f / Hz

800

600

400

200

0

0.2

0.4

0.6

Diagram 2.1 / Rajah 2.1

0.8

1.0

1 / m −1 x

7

(a)

Based on the graph on Diagram 2.1, Berdasarkan graf pada Rajah 2.1 , (i) State the relationship between x and f. Nyatakan hubungan antara x dan f.

(ii)

…………..…………………………………………………………… [1 mark] Determine the frequency, f, when the distance between two adjacent loud sounds, x, is 2.0 m. Show on the graph how you determined f. Tentukan frekuensi, f, apabila jarak antara dua bunyi kuat berturutan, x, ialah 2.0 m. Tunjukkan pada graf bagaimana anda menentukan f.

[3 marks] (iii) Calculate the gradient of the graph, m. Show on the graph how you determined the gradient. Hitungkan kecerunan graf, m. Tunjukkan pada graf bagaimana anda menentukan kecurunan.

[3 marks] (b)

Given that λ =

ax and v = fλ, write an expression of v in terms of D, f, a D

and x.

ax dan v = fλ, tuliskan satu ungkapan bagi v dalam D sebutan D, f, a dan x. Diberi bahawa λ =

[1 mark]

8

(c)

Given that x f = m. By using the value of the gradient, m, obtained in (a)(iii) and the expression in (b), calculate the velocity of sound in air when D = 2.8 m and a = 1.2 m. Diberikan x f = m. Menggunakan nilai bagi kecerunan yang diperoleh dalam (a)(iii) dan ungkapan dalam (b), hitungkan halaju bunyi di udara apabila D = 2.8 m dan a = 1.2 m.

[2 marks] (d)

State two precautions that should be taken during this experiment. Nyatakan dua langkah berjaga-jaga yang patut diambil dalam eksperimen ini. ...…………………………………………………………………………… ...…………………………………………………………………………… ...…………………………………………………………………………… [2 marks]

9

Section B Bahagian B [12 marks] Answer any one question from this section. Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini. 3

Diagram 3.1 shows Jason and Jimmy on a tandem bicycle with Jimmy alone pedaling. They found that the speed of the bicycle increases at a slow rate. Rajah 3.1 menunjukkan Jason dan Jimmy di atas basikal kembar dengan Jimmy sahaja yang mengayuh. Mereka mendapati bahawa kelajuan basikal bertambah pada kadar yang rendah. Speed increases at a slow rate Kelajuan bertambah pada kadar rendah

Jason

Jimmy is pedaling Jimmy sedang mengayuh

Diagram 3.1 / Rajah 3.1

Speed increases at a higher rate Kelajuan bertambah pada kadar lebih tinggi

Jason and Jimmy are pedaling Jason dan Jimmy sedang mengayuh Diagram 3.2 / Rajah 3.2

Diagram 3.2 shows that when both Jason and Jimmy are pedalling, the speed of the bicycle increases at a higher rate. Rajah 3.2 menunjukkan bahawa apabila kedua-dua Jason dan Jimmy sedang mengayuh, kelajuan basikal bertambah pada kadar yang lebih tinggi. Based on the observation on Diagram 3.1 and Diagram 3.2 and using your knowledge of the effect of force on motion: Berdasarkan pemerhatian anda pada Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 dan menggunakan pengetahuan anda tentang kesan daya terhadap gerakan: (a) State one suitable inference. Nyatakan satu inferens yang sesuai. [1 mark] (b) State one hypothesis that could be investigated. Nyatakan satu hipotesis yang boleh disiasat. [1 mark]

10

(c)

With the use of apparatus such as a trolley, a ticker timer, rubber bands and other apparatus, describe an experiment to investigate the hypothesis state in 3(b). Dengan menggunakan radas seperti troli, jangka masa detik, gelanggelang getah dan radas lain, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan di 3(b). In your description, state clearly the following: Dalam penerangan anda,jelaskan perkara berikut: (i) The aim of the experiment. Tujuan eksperimen. (ii) The variables in the experiment. Pembolehubah dalam eksperimen. (iii) The list of apparatus and materials. Senarai radas dan bahan. (iv) The arrangement of the apparatus. Susunan radas. (v) The procedure used in the experiment. Describe how to control and measure the manipulated variables and how to measure the responding variables. Prosedur yang digunakan dalam eksperimen. Terangkan bagaimana mengawal dan mengukur pembolehubah dimanipulasikan dan bagaimana mengukur pembolehubah bergerak balas. (vi) The way to tabulate the data. Cara untuk menjadualkan data. (vii) The way to analyse the data. Cara untuk menganalisis data. [10 marks]

11

4

Diagram 4.1 shows an electric bell which rings softly when the switch is pressed. Diagram 4.2 shows the same bell ringing loudly when the switch is pressed. Rajah 4.1 menunjukkan sebuah loceng elektrik yang berdering dengan bunyi yang lemah apabila suis itu ditekan. Rajah 4.2 menunjukkan loceng yang sama berdering dengan bunyi yang lebih kuat apabila suis itu ditekan. Switch Suis 2 cell power supply Bekalan kuasa 2 sel

Electromagnet Elektromagnet

Soft sound is heard Bunyi lemah didengar

Diagram 4.1 / Rajah 4.1

4 cell power supply Bekalan kuasa 4 sel

Loud sound is heard Bunyi kuat didengar

Diagram 4.2 / Rajah 4.2

12

Based on the above information and observation: Berdasarkan maklumat dan pemerhatian di atas: (a)

State one suitable inference. Nyatakan satu inferens yang sesuai. [1 mark]

(b)

State one suitable hypothesis. Nyatakan satu hipotesis yang sesuai. [1 mark]

(c)

With the use of apparatus such as a solenoid, rheostat, direct current power supply, paper clips and other apparatus, describe an experimental framework to investigate the hypothesis stated in 4(b). Dengan menggunakan radas seperti solenoid, reostat, bekalan kuasa arus terus, klip-klip kertas dan radas-radas lain, terangkan satu rangka kerja untuk menyiasat hipotesis yang anda nyatakan di 4(b). In your description, state clearly the following: Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut: (i) Aim of the experiment. Tujuan eksperimen. (ii) Variables in the experiment. Pembolehubah dalam eksperimen. (iii) List of apparatus and materials Senarai radas dan bahan. (iv) Arrangement of the apparatus. Susunan radas. (v) The procedure of the experiment which include the method of controlling the manipulated variable and the method of measuring the responding variable. Prosedur eksperimen termasuk kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasikan dan kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas. (vi) The way to tabulate the data. Cara untuk menjadualkan data. (vii) The way to analyse the data. Cara untuk menganalisis data. [10 marks]

End of Question Paper Kertas Soalan Tamat

13

INFORMATION FOR CANDIDATES MAKLUMAT UNTUK CALON

1.

This question paper consists of two sections: Section A and Section B.

Kertas soalan ini mengandungi dua bahagian: Bahagian A dan Bahagian B. 2.

Answer all questions in Section A. Write your answers for Section A in the space provided in this 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. Write your answers for Section B on your own writing paper. You may use equations, diagram, tables, graphs and other suitable methods to explain your answers.

Jawab satu soalan daripada Bahagian B. Tulis jawapan bagi Bahagian B pada kertas tulis anda sendiri. Anda boleh menggunakan persamaan, rajah, jadual, graf dan cara lain yang sesuai untuk menjelaskan jawapan anda. 4.

Show your working, it may help you to get marks.

Tunjukkan kerja mengira, ini membantu anda mendapatkan markah. 5.

The diagrams in the questions are not drawn to scale unless stated.

Rajah yang mengiringi soalan tidak dilukis mengikut skala kecuali dinyatakan. 6.

The marks allocated for each question or sub-part of a question are shown in brackets.

Markah yang diperuntukkan bagi setiap soalan atau ceraian soalan ditunjukkan dalam kurungan. 7.

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 jawapan, batalkan jawapan yang telah dibuat. Kemudian tulis jawapan yang baru. 8.

You may use a non-programmable scientific calculator.

Anda dibenarkan menggunakan kalkulator saintifik yang tidak boleh diprogram. 9.

You are advised to spend 60 minutes to answer questions in Section A and 30 minutes for Section B.

Anda dinasihati supaya mengambil masa 60 minit untuk menjawab soalan dalam Bahagian A dan 30 minit untuk Bahagian B.