1

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

MODUL PENINGKATAN PRESTASI TINGKATAN 5

TAHUN 2014

MAJLIS PENGETUA SEKOLAH MALAYSIA (KEDAH)

MODUL 1

FIZIK

Kertas 3

Satu jam tiga puluh minit

JANGAN BUKA MODUL 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. Anda dibenarkan menggunakan kalkulator saintifik.

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

Modul ini mengandungi 11 halaman bercetak

Untuk Kegunaan Pemeriksa

Bahagian Soalan Markah Penuh

Markah Diperoleh

A 1 16

2 12

B 3 12

4 12

Jumlah

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

2

Section A Bahagian A

[28 marks] / [28 markah] Answer all questions in this section.

Jawab semua soalan dalam bahagian ini. 1 A student carries out an experiment to investigate the relationship between the angle of incidence, i, and

angle of refraction, r, for light travelling from air into a glass block. The arrangement of the apparatus is shown in Diagram 1.1.

A line normal to the surface of the glass block is drawn. The position of the ray box can be adjusted so that a fine beam of light enter the glass block at different angles of incidence, i.

Seorang pelajar menjalankan satu eksperimen untuk menyiasat hubungan antara sudut tuju, i, dan

sudut biasan, r, bagi cahaya yang bergerak dari udara ke dalam satu blok kaca. Susunan radas adalah seperti ditunjukkan dalam Rajah 1.1.

Satu garis yang normal kepada permukaan blok kaca dilukis. Kedudukan kotak sinar boleh dilaras supaya satu alur cahaya yang halus memasuki blok kaca itu pada sudut-sudut tuju, i, yang berlainan.

Diagram 1.1 / Rajah 1.1 Diagram1.2 / Rajah 1.2 Initially, a fine beam of light from ray box is directed to the glass block at P with angle of incidence, i =

200. The beam of light emerging from the glass block is marked X on the white paper. The glass block is removed and a line from PX is drawn. A protractor is used to measure the angle of refraction, r, as shown in Diagram 1.2. Diagrams 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 and 1.7 show the results obtained.

Pada awalnya, satu alur cahaya yang halus ditujukan kepada blok kaca itu di P dengan sudut tuju, i = 20o. Alur cahaya yang keluar daripada blok kaca itu ditanda X pada kertas putih. Blok kaca itu

dikeluarkan dan garis PX dilukis. Sebuah protraktor digunakan untuk mengukur sudut biasan, r, seperti ditunjukkan dalam Rajah 1.2. Rajah 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 dan 1.7 menunjukkan keputusan yang diperoleh.

White paper Kertas putih

Ray box / Kotak sinar Light ray / Sinar cahaya

Glass block Blok kaca

Normal Garis normal

P

Q

i

r

Normal / Garis normal

P

Air Udara

Glass Kaca

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

3

Diagram 1.3 / Rajah 1.3 Diagram 1.4 / Rajah 1.4 Diagram 1.5 / Rajah 1.5 Diagram 1.6 / Rajah 1.6

Diagram 1.7 / Rajah 1.7

P

Normal

i = 30o, sin i = ……… r = ……… , sin r = ………

P

Normal

i = 40o, sin i = ……… r = ……… , sin r = ………

P

Normal

i = 50o, sin i = ……… r = ……… , sin r = ………

P

Normal

i = 60o, sin i = ……… r = ……… , sin r = ………

Normal

P

i = 20o, sin i = ……… r = ……… , sin r = ……… 13o

034

023

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

4

(a) For the experiment described on page 2, identify: Bagi eksperimen yang diterangkan pada halaman 2, kenal pasti: (i) The manipulated variable Pembolehubah dimanipulasikan ………………………………………………………………………. [1 mark] / [1 markah] (ii) The responding variable Pembolehubah bergerak balas ………………………………………………………………………. [1 mark] / [1 markah] (iii) The constant variable Pembolehubah dimalarkan ………………………………………………………………………. [1 mark] / [1 markah]

(b) For this part of the question, write your answers in the corresponding spaces provided in the

diagrams. Untuk bahagian soalan ini, tulis jawapan anda dalam ruang yang disediakan dalam rajah-rajah

yang sepadan.

Based on Diagrams 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 and 1.7 on page 3: Berdasarkan Rajah 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 dan 1.7 pada halaman 3:

(i) Record the angle of refraction, r.

Catat sudut biasan, r. [2 marks] / [2 markah] (ii) For each value of i and the corresponding value, r, in 1(b), calculate the value of sin i and

sin r to two decimal places. Bagi setiap nilai i dan nilai yang sepadan, r, dalam 1(b), hitungkan nilai sin i dan sin r

kepada dua tempat perpuluhan. [2 marks] / [2 markah] (c) Tabulate your results for all values of i, r, sin i and sin r in the space below. Jadualkan keputusan anda bagi semua nilai i, r, sin i dan sin r dalam ruang di bawah. [3 marks] / [3 markah] (d) On the graph paper on page 5, draw a graph of sin i against sin r. Pada kertas graf di halaman 5, lukis graf sin i melawan sin r. [5 marks] / [5 markah]

(e) Based on the graph in 1(d), state the relationship between sin i and sin r. Berdasarkan graf di 1(d), nyatakan hubungan antara sin i dan sin r.

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

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

5

Graph of sin i against sin r Graf sin i melawan sin r

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

6

2 Diagram 2.1 shows the arrangement of apparatus for an experiment carried out by a student to investigate the relationship between the depth of sinking, h, of a wooden block and the mass, m, of slotted weights placed on the wooden block.

Rajah 2.1 menunjukkan susunan radas bagi eksperimen yang dijalankan oleh seorang pelajar untuk menyiasat hubungan antara kedalaman tenggelam, h, bagi sebuah bongkah kayu dan jisim, m, bagi pemberat berslot yang diletakkan di atas bongkah kayu itu.

Diagram 2.1 / Rajah 2.1 The results of the experiment are shown in the graph of h against m in Diagram 2.2. Keputusan eksperimen ditunjukkan dalam graf h melawan m dalam Rajah 2.2. (a) Based on the graph in Diagram 2.2: Berdasarkan graf dalam Rajah 2.2: (i) State the relationship between h and m. Nyatakan hubungan antara h dan m. …….…………………………………………………………………………………………. [1 mark] / [1 markah] (ii) Determine the value of h when m = 0.20 kg. Show on the graph how you determine the value of h. Tentukan nilai h apabila m = 0.20 kg. Tunjukkan pada graf bagaimana anda menentukan nilai h. h = ……………. m [2 marks] / [2 markah] (iii) Calculate the gradient, k of the graph. Show on the graph how you calculate k. Hitung kecerunan graf, k. Tunjukkan pada graf itu bagaimana anda menentukan nilai k. k = ……………. m kg–1 [3 marks] / [3 markah] (b) The density of the liquid, ρ is given by the formula,

A

k1=ρ

where k is the gradient of the graph and A is the cross sectional area of the wooden block. Given that the cross sectional area of the wooden block, A = 4.0 × 10–3 m2, calculate the value of ρ.

h

Slotted weght Pemberat berslot

Wooden block Bongkah kayu

Liquid Cecair

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

7

Ketumpatan cecair itu, ρ, diberikan oleh formula,

A

k1=ρ

yang mana k ialah kecerunan graf itu dan A ialah luas keratan rentas bongkah kayu itu. Diberi bahawa luas keratan rentas bongkah kayu itu, A = 4.0 × 10–3 m2, hitungkan nilai ρ.

ρ = ……………. [3 marks] / [3 markah] (c) The relationship between the buoyant force, F, and the density of the liquid, ρ, is given by gVF ρ= where V is the volume of liquid displaced. Using the answer in 2(b), calculate the buoyant force, F, when the volume of liquid displaced, V = 5.0 × 10–4 m3. [g = 10 N kg–1] Hubungan antara daya julangan, F, dan ketumpatan cecair, ρ, diberikan oleh gVF ρ= yang mana V ialah isipadu cecair yang disesarkan. Dengan menggunakan jawapan di 2(b), hitungkan daya julangan, F,apabila isipadu cecair yang

disesarkan, V = 5.0 × 10–4 m3. F = ……………. N [2 marks] / [2 markah] (d) State one precaution that can be taken to improve the accuracy of the results of the experiment.

Nyatakan satu langkah berjaga-jaga yang boleh diambil untuk memperbaiki kejituan keputusan eksperimen ini.

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

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

8

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0

0

m / kg

h / m

Graph of h against m Graf h melawan m

Diagram 2.2 / Rajah 2.2

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

9

Section B Bahagian B

[12 marks] / [12 markah] Answer any one question from this section.

Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini.

3 Diagram 3.1 shows a projector that uses a convex lens to form a clear and sharp image on the screen. Rajah 3.1 menunjukkan sebuah projektor yang menggunakan kanta cembung untuk membentuk satu

imej yang jelas dan tajam pada skrin. Diagram 3.1 / Rajah 3.1 Diagram 3.2 shows that when the lens is adjusted nearer to the object in the projector, the screen has to

be moved further away from the projector so that a clear and sharp image is formed. Rajah 3.2 menunjukkan bahawa apabila kanta itu dilaras lebih dekat kepada objek di dalam projektor,

skrin perlu digerakkan lebih jauh daripada projektor supaya imej yang jelas dan tajam dibentukkan. Diagram 3.2 / Rajah 3.2

Convex lens Kanta cembung

Screen Skrin

Projector Projektor

Projector Projektor

Convex lens Kanta cembung

Screen Skrin

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

10

Based on the information given about the object distance and image distance: Berdasarkan maklumat yang diberi tentang jarak objek dan jarak imej:

(a) Sate one suitable inference. / Nyatakan satu inferens yang sesuai. [1 mark] / [1 markah]

(b) State one hypothesis that could be investigated. / Nyatakan satu hipotesis yang boleh disiasat. [1 mark] / [1 markah]

(c) With the use of apparatus such as a light bulb and other apparatus, describe an experiment to investigate the hypothesis stated in 3(b).

Dengan menggunakan radas seperti mentol cahaya dan radas lain, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan di 3(b).

In your description, state clearly the following:

Dalam penerangan anda, nyatakan dengan jelas 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 of the experiment which include one method of controlling the manipulated variable and one method of measuring the responding variable.

Prosedur eksperimen termasuk satu kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasi dan satu 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] / [10 markah] 4 Diagram 4 shows the resistance wires inside the transparent containers of a 2 Ω standard resistor and a 4 Ω standard resistor. Rajah 4 menunjukkan dawai rintangan di dalam bekas lutsinar bagi sebuah perintang piawai 2 Ω dan

sebuah perintang piawai 4 Ω.

Diagram 4 / Rajah 4 Observe the similar and different features of the two reisistance wires. Perhatikan ciri sepunya dan ciri berbeza bagi dua dawai perintang itu.

Resistance wire Dawai rintangan

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

11

Based on your observation:

Berdasarkan pemerhatian anda: (a) State one suitable inference.

Nyatakan satu inferens yang sesuai. [1 mark] / [1 markah] (b) State one suitable hypothesis.

Nyatakan satu hipotesis yang sesuai. [1 mark] / [1 markah] (c) With the use of constantan resistance wires and other apparatus, describe one experiment to

investigate the hypothesis stated in 4(b).

Dengan menggunakan dawai-dawai rintangan konstantan dan radas lain, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan di 4(b).

In your description, state clearly the following:

Dalam penerangan anda, nyatakan dengan jelas 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 of the experiment which should include one method of controlling the

manipulated variable and one method of measuring the responding variable.

Prosedur eksperimen yang mesti termasuk satu kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasikan dan satu 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] / [10 markah]

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

MODUL PENINGKATAN PRESTASI TINGKATAN 5

TAHUN 2014

MAJLIS PENGETUA SEKOLAH MALAYSIA (KEDAH)

MODUL 1

FIZIK

Kertas 3

Peraturan Pemarkahan

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

BAHAGIAN A Soalan Cadangan Jawapan Markah

1(a) (i) Angle of incidence 1 (ii) Angle of refraction 1 (iii) Refractive index of the glass block 1

(b) (i) 19o, 25o, 30o, 36o [4 correct: 2 marks; 3 correct: 1 mark] 2 (ii) sin i = 050, 064, 077, 087

sin r = 033, 042, 050, 059 1 1

(c) Table with 4 columns i, r, sin i, sin r All values transferred correctly All values of sin i and sin r to 2 d.p.

1 1 1

(d) sin i at the y-axis, sin r at the x-axis sin i and sin r without any units Uniform scale for both axes 5 points plotted correctly [4 points correct: ] Best straight line Size of graph 7 : 5 marks 5-6 : 4 marks 3-4 : 3 marks 2 : 2 marks 1 : 1 mark

5

(e) sin i is directly proportional to sin r 1 16

2(a) (i) h is directly proportional to m 1 (ii) Intrapolation line

h = 0024 1 1

(iii) Triangle drawn

k = 007206

k = 012

1 1 1

(b) ρ =

1012 m kg–1 × 40 × 10–3 m2

ρ = 2083 kg m–3 [1 mark for correct unit]

1

1+1 (c) F = 2083 × 10 × 50 × 10–4

F = 1042 1 1

(d) The eye must be perpendicular to the scale of the ruler to avoid parallax error // Any suitable precaution

1

12

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at:

BAHAGIAN B Soalan Cadangan Jawapan Markah

3(a) The object distance affects the image distance 1 (b) The bigger the object distance, the smaller the image distance 1 (c) (i) To investigate the relationship between the object distance and image distance 1

(ii) MV : Object distance, u RV : Image distance, v CV : Focal length of the lens, f

1 1 1

(iii) Light bulb, power supply, connecting wires, convex lens, screen, metre rule 1 (iv) Arrangement with light bulb connected to power supply, convex lens and screen

along a straight line 1

(v) 1. The lens is placed at a distance, u = 15 cm from the light bulb. 2. The power supply is switched on. The screen is adjusted until a clear and

sharp image is formed. The distance, v, from the lens to the screen is measured with a metre rule.

3. Steps 1 and 2 are repeated with u = 20 cm, 25 cm, 30 cm and 35 cm.

1 1 1

(vi) u / cm v / cm

15 20 25 30 35

1

(vii) A graph of v against u is drawn. 1 Maximum 12

4(a) The diameter / thickness / cross-sectional area of a wire affects the resistance of the wire

1

(b) The bigger the diameter / thickness / cross-sectional area, the smaller the resistance

1

(c) (i) To investigate the relationship between the diameter / thickness / cross-sectional area and the resistance of the wire

1

(ii) MV : diameter, d / thickness / cross-sectional area RV : Resistance, R CV : Length of the wire

1 1 1

(iii) Constantan wires of different diameters, metre rule, ammeter, voltmeter, battery, swirch, connecting wires

1

(iv) Circuit diagram with battery, switch and constantan wire. The ammeter is connected in series to the constantan wire and the voltmeter is connected to the constantan wire.

1 1

(v) 1. A constantan wire of diameter, d = 05 mm is connected in the circuit. 2. The switch is closed. The readings of the ammeter and voltmeter are

recorded. The resistance, R, is calculated using the formula R = VI .

3. Steps 1 and 2 are repeated with constantan wires of diameter of, d = 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm and 2.5 mm

1

(vi) d / mm I / A V / V R / Ω

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

1 1

(vii) A graph of R against d is drawn 1 Maximum 12

spmsoalan.wordpress.comMore SPM Papers at: