Latihan soal dan pembahasan UTBK SBMPTN 2021 | Fisika (part 2)

Latihan soal ini dibuat dalam rangka untuk persiapan teman – teman yang akan mengikuti UTBK khususnya yang memilih peminatan SAINTEK, dalam artikel ini soal akan disediakan secara online sehingga teman – teman bisa mencobanya terlebih dahulu. Sedangkan pembahasannya akan tersedia di bawah soal. Sebelum mengerjakan soal latihan UTBK Fisika ini, perhatikan terlebih dahulu petunjuk pengerjaannya yakni
Petunjuk A :
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat
Petunjuk B :
Soal terdiri dari tiga bagian, yaitu pernyataan, kata sebab dan alasan yang disusun secara berurutan.
Pilihlah :

1. Jika pernyataan benar, alasan benar, dan keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat
2. Jika pernyataan benar dan alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat
3. Jika pernyataan benar dan alasan salah
4. Jika pernyataan salah dan alasan benar
5. Jika pernyataan dan alasan keduanya salah

Petunjuk C :
Pilihlah :

1. Jika (1), (2), dan (3) yang benar.
2. Jika (1) dan (3) yang benar.
3. Jika (2) dan (4) yang benar.
4. Jika hanya (4) yang benar.
5. Jika semuanya benar.

Soal nomor 1

Sebuah silinder berlubang mempunyai momen inersia lebih besar daripada silinder pejal yang terbuat dari bahan yang sama dan massa yang sama.

SEBAB

Untuk memberikan percepatan sudut pada sebuah benda diperlukan lebih banyak tenaga putaran.
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 1:

Momen inersia dapat ditentukan dengan persamaan I = k mr² dimana k merupakan koefisien inersia benda. berdasarkan persamaan tersebut kita dapat mengetahui bahwa I sebanding dengan k yang mana artinya adalah semakin besar koefisien inersia benda maka momen inersia benda juga akan semakin besar. untuk silinder berlubang nilai k = 1 dan silinder pejal nilai k = ½. Maka momen inersia silinder berlubang lebih besar daripada momen inersia silinder pejal (pernyataan benar)
Momen gaya (torsi) dapat ditentukan dengan persamaan τ = I α , berdasarkan persamaan tersebut terlihat bahwa untuk memberikan α (percepatan sudut) pada sebuah gaya diperlukan τ (momen gaya) atau tenaga putar dan keduanya sebanding (alasan benar)
Pernyataan dan alasan saling berhubungan

Soal nomor 2

Perubahan medan magnet dengan laju konstan akan menginduksi medan listrik yang besarnya tetap.

SEBAB 

Laju perubahan medan magnet yang konstan mengakibatkan laju perubahan fluk magnet
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 2:

Berdasarkan teori Maxwell perubahan medan magnet dengan laju yang konstan akan menyebabkan perubahan medan listriknya juga (pernyataan salah)
Persamaan untuk medan magnet adalah B = Φ A dimana B merupakan medan magnet dan Φ merupakan fluks magnet, sehingga berdasarkan persamaan tersebut kita dapat mengetahui bahwa laju perubahan magnet akan mengakibatkan laju perubahan fluks magnet (alasan benar)

Soal nomor 3

Gaya angkat yang diberikan suatu zat cair pada sebuah benda yang terapung di permukaan lebih kecil daripada berat benda tersebut.

SEBAB

Gaya angkat zat cair dipengaruhi oleh berat benda.
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 3:

Untuk benda terapung, gaya angkat besarnya sama dengan gaya berat benda tersebut. hal ini yang menyebabkan pada saat terapung benda tidak bergerak ke atas ataupun ke bawah (diam) (pernyataan salah)
Gaya angkat dipengaruhi oleh massa jenis zat cair, percepatan gravitasi, volume benda yang tercelup (alasan salah)

Soal nomor 4

Menurut pengamat A yang diam di permukaan Bumi tercipta sejumlah muon dalam ketinggian tertentu. Pengamat B bergerak menuju ke permukaan Bumi bersama muon tersebut. Jumlah partikel muon yang sampai di permukaan Bumi menurut pengamat adalah sama.

SEBAB

Jumlah partikel tidak dipengaruhi kerangka pengamat
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 4:

Persamaan untuk peluruhan adalah

Jumlah partikel (N) dipengaruhi oleh waktu, dan waktu dipengaruhi oleh kerangka pengamat sehingga jumlah partikel muon tidak sama karena dipengaruhi oleh kerangka pengamat.

Soal nomor 5

Kapasitor C₁ = 1 µF, C₂ = 2 µF, dan C₃ = 3 µF dihubungkan pararel dan diberi tegangan total V volt. Pernyataan berikut yang benar adalah …

1. Pada masing-masing kapasitor akan bekerja tegangan listrik yang sama
2. Kapasitor C₃ menyimpan energi listrik paling banyak.
3. Kapasitor C₁ mempunyai muatan paling kecil.
4. Ketiga kapasitor mempunyai harga kapasitansi ekivalen 6 F.

Kunci jawaban:

pembahasan soal nomor 5:

Untuk rangkaian paralel, memiliki ciri – ciri bahwa tegangannya sama (pernyataan 1 benar)
Persamaan untuk energi kapasitor adalah W = 1/2 CV² , sehingga terlihat bahwa semakin besar kapasitas kapasitor, maka energi listriknya akan semakin besar (kapasitas kapasitor sebanding dengan energi kapasitor). perbandingan kapasitas kapasitornya adalah C₃ > C₂ > C₁, maka perbandingan energinya adalah W₃ > W₂ > W₁ (pernyataan 2 benar)
Hubungan antara kapasitas kapasitor dengan jumlah muatan dapat dilihat pada persamaan Q = CV, sehingga terlihat bahwa semakin besar kapasitas kapasitor maka semakin banyak muatan yang mampu disimpan (kapasitas kapasitor sebanding dengan jumlah muatan). perbandingan kapasitas kapasitornya adalah C₃ > C₂ > C₁, maka perbandingan muatannya adalah Q₃ > Q₂ > Q₁ (pernyataan 3 benar)
nilai kapasitas kapasitor ketika dirangkai paralel dapat ditentukan dengan persamaan
C_par = C₁ + C₂ + C₃
C_par = 1 + 2 + 3
C_par = 6μf (pernyataan 4 salah)

Soal nomor 6

Sebuah balok bergerak pada permukaan meja dengan lintasan berbentuk lingkaran, berjari-jari r dengan kecepatan sudut tetap. Pernyataan yang benar berkaitan dengan momentum linier dan momentum sudut balok adalah …
(1) Momentum linier tetap.
(2) Momentum sudut tetap.
(3) Momentum sudut berubah.
(4) Momentum linier berubah.
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 6:

Ketika balok bergerak dengan kecepatan sudut tetap (ω = konstan), hal ini berarti momentum sudutnya tetap (pernyataan 2 benar) Besar kecepatan linearnya juga tetap tetapi arahnya yang berubah – ubah sehingga momentum liniernya juga berubah (pernyataan 4 benar)

Soal nomor 7

Pernyataan yang benar adalah tentang Mesin Carnot dari gas ideal adalah ….
(1) Usaha dihasilkan tidak nol.
(2) Jumlah kalor yang masuk tidak nol.
(3) Jumlah kalor yang masuk lebih besar dari jumlah kalor yang keluar.
(4) Efisiensi dalam berubah
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 7:

usaha yang dihasilkan sesuai dengan persamaan W = Q₁ – Q₂, dimana Q₁ > Q₂ sehingga usahanya tidak sama dengan nol (pernyataan 1 benar)
agar mesin carnot dapat bekerja, ia perlu mendapat sejumlah kalor yang masuk, sehingga kalor yang masuk tidak mungkin sama dengan nol (pernyataan 2 benar)
jumlah kalor yang masuk mesin carnot harus lebih besar daripada jumlah kalor yang keluar, karena hal ini akan berpengaruh juga terhadap efisiensi mesin carnot tersebut. (pernyataan 3 benar) efisiensi mesin carnot tidak selalu tetap, bisa berubah – ubah (pernyataan 4 salah)

Soal nomor 8

Batang tak bermassa yang panjang 2R dapat berputar di sekitar sumbu vertikal melewati pusatnya seperti ditunjukkan oleh gambar.

Sistem berputar dengan kecepatan sudut ω ketika kedua massa m berjarak sejauh R dari sumbu. Masa secara simultan ditarik sejauh R/2 mendekati sumbu oleh gaya yang arahnya sepanjang batang. Berapakah kecepatan sudut yang baru dari sistem ?
A. ω/4
B. ω/2
C. ω
D. 2ω
E. 4ω
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 8:

Pada soal di atas berlaku hukum kekekalan momentum sudut yakni
L = L’
I . ω = I’ . ω’
(m₁ + m₂) R² ω = (m₁ + m₂) R’² ω’
2m R² ω = 2m (R/2)² ω’
R² ω = R²/4 ω’
ω' = 4 ω

Soal nomor 9

Hasil pengukuran kapasitas panas C suatu zat padat sebagai fungsi temperatur T dinyatakan oleh persamaan C = α T + β T³. Satuan untuk α dan β yang mungkin adalah…
A. J untuk α dan JK^-2 untuk β
B. JK² untuk α dan J untuk β
C. JK untuk dan JK³ untuk β
D. JK^-2 untuk α dan JK^-4 untuk β
E. J untuk α dan J untuk β
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 9:

Satuan kapasitas panas adalah J/K, sehingga kita dapat melakukan analisis satuan untuk menentukan satuan a dan b. perlu diperhatikan juga karena dalam persamaan C = α T + β T³ menggunakan operasi penjumlahan maka satuan antar bilangan yang dijumlahkan harus sama.
Satuan “a”
Satuan “C” = satuan “a” . satuan “T”
J/K = satuan “a” . K
Satuan “a” = J/K²
Satuan “a” = JK^-2
Satuan “b”
Satuan “C” = satuan “b” . satuan “T³”
J/K = satuan “b” . K³
Satuan “b” = J/K⁴
Satuan “b” = JK_-4

Soal nomor 10

Jika sebuah generator dengan daya keluaran P dan tegangan keluaran V dihubungkan ke sebuah pabrik menggunakan kabel yang hambatan totalnya R, daya masukan yang dikirim ke pabrik adalah…
A. P
B. P – ½ (P/V)R
C. P – (P/V)R
D. P – ½ (P/V)²R
E. P – (P/V)²R
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 10:

Kita anggap tidak ada energi listrik yang terbuang, sehingga daya masukan sama dengan daya keluaran
P_masukan = P_keluaran
P_gen = P_kabel + P_pabrik
P_pabrik = P_gen - P_kabel
P_pabrik = P – I²R
P_pabrik = P – (P/V)²R

Soal nomor 11

Terdapat dua lensa plan konveks sejenis. Bila sebuah benda diletakkan 20 cm di kiri salah satu lensa plan konveks tersebut, maka terbentuk bayangan 40 cm di kanan lensa plan konveks tersebut (lihat gambar). Kemudian kedua lensa plan konveks di susun bersentuhan sehingga membentuk sebuah lensa bikonveks. Jika benda berada 20 cm di kiri lensa bikonveks tersebut letak bayangan yang terbentuk adalah ….

A. 6,7 cm di kanan lensa
B. 10 cm di kanan lensa
C. 20 cm di kanan lensa
D. 80 cm di kanan lensa
E. 80 cm di kiri lensa
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 11:

soal di atas dapat kita gambarkan dengan alur ada 2 lensa plankonveks → digabung menjadi lensa bikonveks, sehingga untuk menentukan bayangan benda yang diletakkan di sebelah kiri lensa bikonveks, kita harus menentukan terlebih dahulu fokusnya dengan menggunakan konsep fokus lensa gabungan (2 lensa plan konveks).
Menentukan fokus lensa plan konveks
Untuk benda yang diletakkan sejauh 20 cm terbentuk bayangan sejauh 40 cm di kanan, sehingga

Menentukan fokus lensa bikonveks

Menentukan bayangan
Jika benda diletakkan 20 cm di depan lensa bikonveks, maka akan terbentuk bayangan dengan jarak

Soal nomor 12

Sebuah atom memancarkan radiasi dengan panjang gelombang λ ketika sebuah elektronnya melakukan transisi dari tingkat energi E₁ dan E₂. Manakah dari persamaan berikut yang menyatakan hubungan antara λ , E₁ dan E₂?
A. λ = h/c (E₁ – E₂)
B. λ = hc (E₁ – E₂)
C. λ = c/h (E₁ – E₂)
D. λ = hc / (E₁ – E₂)
E. λ = (E₁ – E₂) / hc
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 12:

Hubungan antara energi pada atom yang memancarkan radiasi dengan panjang gelombang adalah
ΔE = hc / λ
E₁ + E₂ = hc / λ
λ = hc / (E₁ – E₂)

Soal nomor 13

Jika percepatan gravitasi di permukaan bumi 10 m/s² dengan R adalah jari-jari bumi, percepatan gravitasi di suatu tempat yang jaraknya 3R dari permukaan bumi adalah...
A. 0,555 m/s²
B. 0,625 m/s²
C. 0,705 m/s²
D. 0,885 m/s²
E. 0,925 m/s²
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 13:

Berdasarkan soal dapat diketahui
r_b = R
h = 3R
g = 10 m/s²
g_h ... ?
hubungan antara percepatan gravitasi dengan jarak dapat dilihat pada persamaan berikut

Berdasarkan persamaan di atas terlihat bahwa percepatan gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya sehingga kita dapat menuliskan persamaan perbandingannya sebagai berikut

Soal nomor 14

Panjang batang rel kereta api masing-masing 10 meter, dipasang pada suhu 20⁰C. Diharapkan pada suhu 30⁰C, rel tersebut saling bersentuhan. Koefisien muai batang rel kereta api 12 ×10⁻⁶ / ⁰C. Jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20⁰C adalah....
A. 3,6 mm
B. 2,4 mm
C. 1,2 mm
D. 0,8 mm
E. 0,6 mm
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 14:

Berdasarkan soal dapat diketahui
L₀ = 10 m
ΔT = 30 – 20 = 10 ⁰C
α = 12 x 10^-6/⁰C
jarak antara kedua batang rel yang diperlukan adalah
d = 2ΔL
d = 2 L0 α ΔT
d = 2 (10) (12 x 10^-6) (10)
d = 24 x 10^-4 m
d = 2,4 mm

Soal nomor 15

Seorang anak menjatuhkan sebuah batu dari ketinggian 20 m. Satu detik kemudian ia melemparkan sebuah batu lain ke bawah. Anggap tidak ada gesekan udara dan percepatan gravitasi 10 m/s². Jika kedua batu tersebut mencapai tanah bersamaan, maka kelajuan awal batu kedua adalah. . . .
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 15 m/s
D. 20 m/s
E. 25 m/s
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 15:

Berdasarkan soal dapat diketahui
s₁ = s₂ = 20 m
waktu tempuh batu pertama
s₁ = v₀₁ t₁ + ½ gt₁²
s₁ = 0 + ½ 10 t₁²
20 = 5 t₁²
t₁² = 4
t₁ = 2 s
waktu tempuh batu kedua
t₂ = t₁ – 1
t₂ = 2 – 1
t₂ = 1 s
kecepatan awal batu kedua
s₂ = v₀₂ t₂ + ½ gt₂²
20 = v₀₂ 1 + ½ . 10 . 12
20 = v₀₂ + 5
v₀₂ = 15 m/s

Kumpulan Latihan soal persiapan UTBK :

Latihan soal dan pembahasan UTBK SBMPTN Fisika 2021 Part 1

Latihan soal dan pembahasan UTBK SBMPTN Fisika 2021 Part 2

Pembahasan soal UTBK SBMPTN Fisika 2019 (part 1)

Pembahasan soal UTBK SBMPTN Fisika 2019 (part 2)