final exam physics form 4

Section A Bahagian A

[60 marks] [60 markah]

 Answer all questions in in this section section Jawab semua soalan dalam bahagian ini

1.

Diagram 1 Rajah 1

a)

Diagram 1 shows a stopwatch. Rajah 1 menunjukkan sebuah jam randik.

i.

Name the physical quantity measured by the stopwatch. Namakan kuantiti fizik yang diukur oleh jam randik.

ii.

 _____________  ____________________ ______________ _____________ _____________ ______________ _____________ _____________ ______________ _________ __ [1 mark/ markah] State the unit used by this stopwatch. Nyatakan unit yang digunakan oleh jam randik ini.

iii.

 _____________  ____________________ ______________ _____________ _____________ ______________ _____________ _____________ ______________ _________ __ [1 mark/ markah] What does pointer P indicate?  Apakah yang ditunjukkan oleh jarum P?

iv.

 _____________  ____________________ ______________ _____________ _____________ ______________ _____________ _____________ ______________ _________ __ [1 mark/ markah] What is the reading of the stopwatch?  Apakah bacaan jam randik?

 _____________  ____________________ ______________ _____________ _____________ ______________ _____________ _____________ ______________ _________ __ [1 mark/ markah]

3

b)

Diagram 1.1 shows a liquid-in-glass thermometer. Rajah 1.1 menunjukkan satu termometer cecair-dalam-kaca.

Diagram 1.1 Rajah 1.1

i.

Name the liquid P used in the thermometer. Namakan cecair P yang digunakan dalam termometer itu.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] ii.

State the physical change in the liquid when the temperature increases. Nyatakan perubahan sifat fizikal pada cecair apabila suhu bertambah.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] c)

Diagram 1.2 shows two types of thermometers. Rajah 1.2 meunjukkan dua jenis termometer.

Diagram 1.2 Rajah 1.2

i.

Which thermometer is more sensitive? Termometer manakah lebih peka?

ii.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] State one reason for your answer in 1(c)(i). Nyatakan satu sebab bagi jawapan anda di 1(c)(i).

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah]

4

2.

Diagram 2 shows the graph of velocity against time for the motion of a car. Rajah 2 menunjukkan graf halaju lawan masa untuk gerakan sebuah kereta.

Diagram 2 Rajah 2

a)

State the physical quantity represented by : Nyatakan kuantiti fizik yang diwakili oleh :

i.

The gradient of the graph Kecerunan graf.

ii.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] The area under the graf Luas dia bawah graf.

b)

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] Complete the table below. Lengkapkan jadual berikut.

Section of the graph. Bahagian graf .

Type of motion of the car. Jenis gerakan kereta

OA

 AB [2 marks/markah]

5

3.

Diagram 3.1 shows a girl standing on a weighing scale in a stationary lift. Diagram 3.2 shows the same girl in a lift which is accelerating upwards at 2   Rajah 3.1 menunjukkan seorang budak perempuan berdiri di atas penimbang berat di dalam lif yang  pegun. Rajah 3.2 menunjukkan budak yang sama berada di dalam lif yang bergerak ke atas dengan  pecutan 2  

Diagram 3.1

Diagram 3.2

Rajah 3.1

a)

Rajah 3.1

Which of the two weighing scales show the bigger reading? Manakah di antara dua penimbang menunjukkan bacaan yang lebih besar?

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] b)

Name and label the two forces acting on the girl in Diagram 3.1. Namakan dan label dua daya yang bertindak ke atas budak itu di dalam Rajah 3.1.

[2 marks/markah] c)

If the mass of the girl is 50 kg, what is the reading of the weighing scale in diagram 3.1? Jika jisim budak itu ialah 50 kg, berapakah bacaan penimbang berat dalam rajah 3.1?

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] d)

Calculate the reading of weighing scale in Diagram 3.2. Hitung bacaan penimbang dalam Rajah 3.2.

[2 marks/markah]

6

e)

If the cable of the lift in Diagram 3.2 snaps, what will be the reading of the weighing scale? Jika kabel lift dalam rajah 3.2 putus, berapakah bacaan yang akan ditunjukkan pada penimbang tersebut?

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] 4. `

Diagram 4.1 and Diagram 4.2 show two solid spheres A and B with different density placed in the water. Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 menunjukkan dua sfera pepejal A dan B dengan ketumpatan berbeza diletakkan di dalam air.

Diagram 4.1

Diagram 4.2

Rajah 4.1

a)

Rajah 4.1

What is meant by deansity?  Apakah yang dimaksudkan dengan ketumpatan?

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] b)

Based on diagram 4.1 and diagram 4.2 : Berdasarkan rajah 4.1 dan rajah 4.2 :

i.

Compare the density of sphere A and B. Bandingkan ketumpatan sfera A dan sfera B.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] ii.

Compare the weight of sphere A and sphere B. Bandingkan berat sfera A dan sfera B.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] iii.

Compare the weight of water displaced by sphere A and sphere B. Bandingkan berat air yang tersesar oleh sfera A dan sfera B.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/mark ah]

7

iv.

Relate the weight of sphere and the weight of water displaced. Hubungkaitkan antara berat sfera dengan berat air yang tersesar .

 _____________________________________________________________________  _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] v.

Relate the water displaced and upthrust. Hubungkaitkan antara berat air yang tersesar dengan daya apungan.

 _____________________________________________________________________  _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] c)

Name the physics principle involve in Diagram 4.1 and Diagram 4.2. Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam Rajah 4.1 dan 4.2.

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] d)

State one applicaton of the physics principle in 4(c). Nyatakan satu aplikasi kepada prinsip fizik di 4(c)

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] 5.

Diagram 5.1 shows a concrete water tank filled with water. Rajah 5.1 menunjukkan sebuah tangki konkrit yang diisi dengan air.

Diagram 5.1 Rajah 5.1

a)

State a faktor that affects the water pressure in the tank. Nyatakan satu factor yang mempengaruhi tekanan air di dalam tangki.

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah]

8

b)

i.

Compare the water pressure at P and Q. Bandingkan tekanan air pada P dan Q.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] ii.

Calculate the water pressure at Q. (Density of water = 1000 kg m -3) Hitung tekanan air pada Q. -3 (Ketumpatan air = 1000 kg m  )

[2 marks/markah] Diagram 5.2 shows water flows from the concrete tank to the house water tank.

c)

Rajah 5.2 menunjukkan air mengalir dari tangki konkrit ke tangki air di rumah.

Diagram 5.2 Rajah 5.2

i.

What is the factor that causes the water to flow from the concrete tank to the water tank in the house?  Apakah faktor yang menyebabkan air boleh mengalir dari tangki konkrit ke tangki air di r umah?

 _____________________________________________________________________ [1 mark/markah]  ii.

The flow of water from the concrete tank to the house will stop at level P. Explain why the supply stops. Pengaliran air dari tangki konkrit ke tangki air di rumah akan terhenti pada paras P. Terangkan mengapa pengalirannya terhenti.

 _____________________________________________________________________  _____________________________________________________________________ [2 mark/ markah]

9

d)

i.

Suggest two modifications that can be done to ensure the water flow continuously to the house water tank. Cadangkan dua pengubahsuaian yang boleh dibuat untuk memastikan air dapat mengalir secara berterusan ke tangki rumah kediaman.

 _____________________________________________________________________  _____________________________________________________________________ [2 mark/ markah] ii.

Draw a water tank that can withstand high water pressure. Lukis tangki air yang boleh menampung tekanan yang tinggi.

[1 mark/ markah] 6.

Diagram 6 shows a boy of mass 70 kg cycling up a hill from P. The boy takes a rest for a while at Q before continue to R. Rajah 6 menunjukkan seorang budak lelaki berjisim 70 kg berbasikal menaiki sebuah bukit dari P. Budak itu berehat seketika di Q sebelum meneruskan ke R.

Diagram 6 Rajah 6

a)

State the type of energy of the boy at Q. Nyatakan jenis tenaga budak itu pada Q.

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah] b)

i.

State the change of energy of the boy when he is cycling down from Q to R. Nyatakan perubahan tenaga budak itu apabila dia berbasikal turun dari Q ke R.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] 10

ii.

Calculate the velocity of the boy at R. Hitung halaju budak itu di R.

[2 marks/markah] c)

Name the physics concept involved. Namakan konsep fizik yang terlibat.

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah]

7.

Diagram 7.1 shows an airplane maintaining a steady and level flight under the influence of four forces. Diagram 7.2 shows a load hanging from the middle of the string. T 1 and T 2 are tensions of the string and W is the weight of the load. The dotted line shows the resolved component of the tensions T 1 and T 2 . Rajah 7.1 menunjukkan sebuah kapal terbang yang sedang bergerak dengan penerbangan yang tetap  pada aras yang sama di bawah pengaruh empat daya. Rajah 7.2 menunjukkan satu beban digantung  pada bahagian tengah ta li. T 1 and T 2  adalah tegangan tali dan W adalah berat beban. Garis putus-putus menunjukkan komponen leraian daya bagi tegangan T 1 and T 2. 

a)

Diagram 7.1

Diagram 7.2

Rajah 7.1

Rajah 7.2

What is meant by weight?  Apakah yang dimaksudkan dengan berat?

 ___________________________________________________________________________ [1 mark/ markah]

11

b)

Based on Diagram 7.1 and 7.2 : Berdasarkan Rajah 7.1 dan 7.2 :

i.

Compare the forces acting on the plane. Bandingkan daya yang bertindak ke atas kapal terbang.

Vertically/secara menegak :  _____________________________________________________________________ Horizontally/secara mengufuk  :

ii.

 _____________________________________________________________________ [2 marks/markah] Compare the forces acting on the load. Bandingkan daya yang bertindak ke atas beban.

Vertically/secara menegak  :  _____________________________________________________________________ Horizontally/secara mengufuk :  _____________________________________________________________________ [2 marks/markah] c)

Compare the type of motion of the airplane and the object. Bandingkan jenis gerakan kapal terbang dan objek.

 ___________________________________________________________________________ [1 marks/markah] d)

Based on your answer in 7(b) and 7(c), relate the type of motion with the resultant forces acting on the aeroplane or on the load. Berdasarkan jawapan anda dalam 7(b) dan 7(c), hubungkaitkan antara jenis gerakan dengan daya  paduan yang bertindak ke atas kapal terbang atau beban.

 ___________________________________________________________________________  ___________________________________________________________________________ [1 marks/ markah] e)

Name the phenomenon shown in Diagram 7.1 and Diagram 7.2. Namakan fenomena dalam Rajah 7.1 dan Rajah 7.2

 ___________________________________________________________________________ [1 marks/ markah]

12

8.

Diagram 8 shows a plasticine ball being dropped into a metal block. The plasticine ball changes its shape after the impact. Rajah 8 menunjukkan sebiji bola plastisin dijatuhkan ke atas sebuah bongkah logam. Bola  plastisin berubah bentuk selepas hentaman.

Diagram 8 Rajah 8

a)

i.

Name the force involved during the impact. Namakan daya yang terlibat semasa hentaman.

 _____________________________________________________________________ [1 mark/ markah] ii.

Explain why the plasticine ball changes its shape after the impact. Terangkan kenapa bola plastisin berubah bentuk selepas hentaman.

 _____________________________________________________________________   _____________________________________________________________________   _____________________________________________________________________   _____________________________________________________________________ [3 mark/ markah]

13

b)

A metal block with mass 50 kg is being dropped into a pile to build a tall building. The height of the metal block from the pile is 20 m. Calculate : Satu bongkah logam berjisim 50 kg dijatuhkan ke atas satu cerucuk untuk membina sebuah bangunan tinggi. Tinggi blok logam dari cerucuk ialah 20 m. Hitung :

i.

Weight of the metal block Berat bongkah logam

[1 mark/ markah] ii.

Velocity of the metal block just before it hits the pile. Halaju bongkah logam sejurus sebelum menghentam cerucuk.

[2 marks/ markah] iii.

Impulsive force acted on the pile if the time impact is 0.5 s. Daya impuls yang bertindak ke atas cerucuk sekiranya masa hentaman ialah 0.5 s.

[2 marks/ markah]

14

Section B Bahagian B

[20 marks] [20 markah]

9.

Diagram 9.1 shows an ice cube melting when heat is absorbed from the surrounding. Diagram 9.2 shows a kettle of water boiling when heat is absorbed from the fire. Rajah 9.1 menunjukkan seketul ais melebur apabila haba diserap dari persekitaran. Rajah 9.2 menunjukkan secerek air sedang mendidih apabila haba diserap dari api.

a)

Diagram 9.1

Diagram 9.2

Rajah 9.1

Rajah 9.2

What is meant by heat?  Apakah yang dimaksudkan dengan haba?

[1 mark/ markah] b)

Using Diagram 9.1 and Diagram 9.2, compare the processes that take place in both situations and type of heat needed for both processes to occur. Relate the processes with the type of heat needed to deduce a relevant physics concept. Name the physics concept involved. Menggunakan Rajah 9.1 dan Rajah 9.2, bandingkan proses yang berlaku dalam kedua-dua situasi dan  jenis haba yang diperlukan bagi kedua-dua proses it u berlaku. Hubungkaitkan kedua-dua proses dengan jenis haba yang diperlukan untuk menyimpulkan satu konsep fizik yang sesuai. Namakan konsep fizik yang terlibat.

[5 marks/ markah] c) i.

Your body sweats when you are feeling hot. How does sweating helps to cool down your body? Badan anda berpeluh apabila panas. Bagaimanakah berpeluh membantu menyejukkan badan anda?

[2 marks/ markah] ii.

Explain why a scald from steam is more serious than the one from boiling water. Terangkan mengapa kesan lecur dari stim lebih serius dari air yang mendidih.

[2 marks/ markah]

15

d)

Diagram 9.3 shows a simple soar water-heating system. Energy from the sun falls on the solar panel. Water is pumped around the system so that a store of hot water is made available in the tank. Rajah 9.3 menunjukkan satu sistem pemanasan air yang ringkas. Tenaga dari matahari memancar ke atas panel solar. Air dipam mengelilingi sistem itu supaya simpanan air panas tersedia di dalam tangki.

Diagram 9.3 Rajah 9.3

Using simple physics concepts, explain the required modification needed in designing an efficient solar water heating system. The modification should include the following aspects: Dengan menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan pengubahsuaian yang diperlukan dalam mereka bentuk sistem pemanasan air yang cekap. Pengubahsuaian hendaklah mengikut aspek-aspek berikut :

i.

Pipes design Reka bentuk paip

ii.

Material used Bahan yang digunakan

iii.

Heat absorption Penyerapan haba

[10 marks/ markah]

16

Section C Bahagian C

[20 marks] [20 markah]

10.

Diagram 10.1 shows two different sizes syringe filled with water are connected by a rubber tube. This set- up is used to demonstrate Pascal’s Principle. Rajah 10.1 menunjukkan dua picagari yang berbeza saiz dipenuhi dengan air dan disambung dengan satu tiub getah. Susunan ini digunakan untuk demonstrasi Prinsip Pascal.

Diagram 10.1 Rajah 10.1

a)

State the Pascal’s Principle. Nyatakan Prinsip Pascal.

[1 mark/ markah] b)

Explain how a bigger load can be lifted up when a small force is exerted on piston A. Terangkan bagaimana beban yang lebih besar boleh diangkat apabila daya yang kecil dikenakan ke atas omboh A.

[4 marks/ markah]

17

c)

Table 10 shows four hydraulic jacks, P, Q, R and S with different specifications. You are required to determine the most suitable hydraulic jack that can lift up heavy load effectively. Jadual 10 menunjukkan empat jek hidraulik, P, Q, R dan S dengan spesifikasi yang berbeza. Anda dikehendaki untuk menentukan jek hidraulik yang paling sesuai yang dapat mengangkat beban yang berat dengan berkesan.

18

19

Study the specifications of the four hydraulic jacks based on the following aspects : Kaji spesifikasi keempat-empat jek hidraulik berdasarkan aspek-aspek berikut :

i.

The ratio of surface area of the large piston to the small piston. Nisbah bagi luas permukaan omboh besar kepada omboh kecil.

ii.

Type of liquid used Jenis cecair yang digunakan

iii.

Material used for the transmission pipe Bahan yang digunakan untuk paip penghantar

iv.

Size of liquid reservoir Saiz takungan air

Explain the suitability of each aspect and then determine the most suitable hydraulic jack. Give reasons for your choice. Terangkan kesesuaian setiap setiap aspek dan seterusnya tentukan jek hidraulik yang paling sesuai. Beri sebab utuk pilihan anda.

[10 marks/ markah] d)

Diagram 10.2 shows a simple hydraulic system. The cross sectional area of small piston X and large piston Y are 0.004 m 2 and 0.2 m 2 respectively. Rajah 10.2 menunjukkan sebuah sistem hidraulik ringkas. Luas keratin rentas omboh kecil X  dan omboh 2  2  besar Y masing-masing adalah 0.004 m  dan 0.2 m .

Diagram 10.2 Rajah 10.2 

Calculate Hitung

i.

Pressure transmitted in the hydraulic liquid Tekanan yang dipindahkan ke dalam cecair hidraulik

ii.

Weight of the load Berat beban

iii.

Distance moved by large piston Y when the small piston X is pushed down 0.3 m. Jarak pergerakan omboh besar Y apabila omboh kecil X ditolak ke bawah 0.3 m.

[5 marks/ markah] 20