Latihan Soal UNBK SMA Fisika Tahun 2020

Artikel ini menyediakan beberapa soal latihan untuk mata pelajaran Fisika SMA sebagai bahan latihan persiapan Ujian Nasional (UN) 2020.

—

Topik : Besaran dan Satuan

Subtopik: Dimensi

Level Kognitif: HOTS

 

1. Menurut hukum Stefan-Boltzmann, intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Daya pancaran radiasi tersebut dinyatakan dengan persamaan dengan P adalah daya radiasi, e merupakan nilai emisivitas (e = 1 untuk benda hitam), A adalah luas permukaan benda hitam, T adalah suhu mutlak benda, dan k merupakan konstanta Stefan-Boltzmann. Dimensi konstanta Stefan-Boltzmann pada formula daya radiasi tersebut adalah …

 

Jawaban: B

Pembahasan:

Daya radiasi dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

dengan P adalah daya radiasi, e adalah emisivitas, A adalah luas permukaan yang memancarkan radiasi, dan T adalah suhu mutlak.

Dimensi P:

Emisivitas benda tidak memiliki dimensi.

Dimensi A:

Dimensi T:

Maka, dimensi konstanta Stefan-Boltzmann adalah:

Topik : Vektor

Subtopik: Aplikasi Vektor

Level Kognitif: HOTS

 

2. Nana akan melakukan perjalanan ke sebuah tempat menggunakan mobil. Mobil yang dikendarai Nana berjalan lurus ke arah utara sejauh 3 km, berbelok ke timur sejauh 4 km, kemudian berbelok kembali ke utara sejauh 3 km, dan terakhir berbelok ke barat sejauh 12 km. Jika Nana berangkat pada pukul 09.00 dan sampai di tempat tujuan pukul 09.45, maka kecepatan rata-rata mobil yang dikendarai Nana adalah mendekati nilai …

A. 7,5 km/jam.

B. 10 km/jam.

C. 13 km/jam.

D. 29 km/jam.

E. 36 km/jam.

Jawaban: C

Pembahasan:

Jika lintasan yang ditempuh Nana digambarkan:

Kecepatan dinyatakan sebagai perpindahan per satuan waktu.

Perpindahan Nana:

Tanda (-) menunjukkan bahwa Nana berada di sebelah barat.

Waktu yang ditempuh Nana adalah:

Maka, kecepatan rata-rata Nana mengendarai mobil adalah:

Topik: Gerak Lurus

Subtopik: Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Level Kognitif: HOTS

 

3. Dani mengendarai motor dengan kecepatan 45 km/jam. Secara tiba-tiba, kucing yang berada 3 meter di depan Dani menyeberang dan berhenti di tengah jalan. Dani terkejut dan mengerem dengan perlambatan 10 m/s². Pernyataan yang tepat adalah …

A. Motor Dani akan berhenti dalam waktu 3 detik.

B. Dani akan berhenti tanpa menabrak kucing.

C. Jika kucing tidak bergerak, kucing akan tertabrak oleh Dani.

D. Motor Dani berhenti setelah menempuh jarak 2,8125 m.

E. Motor Dani berhenti setelah menempuh jarak 5,8125 m.

 

Jawaban: C

Pembahasan:

Diketahui:

V₀ = 45 km/jam = 12,5 m/s.

V_t = 0 (berhenti). Asumsikan Dani harus berhenti agar tidak menabrak kucing.

s = 3 m.

a = -10 m/s².

Persamaan pada gerak lurus berubah beraturan adalah:

Waktu yang dibutuhkan untuk berhenti dengan perlambatan 10 m/s.

Jarak yang ditempuh hingga motor Dani berhenti adalah:

Maka, pernyataan yang tepat adalah C.

Topik: Hukum Gerak Newton

Subtopik: Penerapan Hukum Newton

Level Kognitif: HOTS

 

4. Seorang anak berusaha memindahkan kardus berisi buku-buku dengan mendorongnya di atas bidang datar licin. Kardus pertama berisi buku dengan massa total 2,5 kg didorong dengan gaya 4 N dalam selang waktu 4 detik. Kardus kedua berisi buku dengan massa total 3 kg didorong dengan gaya 3 N dalam selang waktu 2 detik. Kardus ketiga berisi buku dengan massa total 2 kg didorong dengan gaya 2,5 N dalam selang waktu 10 detik. Kardus keempat berisi buku dengan massa total 1 kg didorong dengan gaya 5 N dalam selang waktu 5 detik. Urutan kardus yang menghasilkan usaha dari terkecil hingga terbesar adalah …

A. 1) – 2) – 3) – 4)

B. 1) – 3) – 2) – 4)

C. 2) – 1) – 3) – 4)

D. 3) – 2) – 1) – 4)

E. 4) – 1) – 2) – 3)

 

Jawaban: C

Pembahasan:

Jika dibuat menjadi tabel:

Usaha dapat dinyatakan dengan persamaan:

Diasumsikan benda semula diam. Berdasarkan Hukum II Newton, ketika benda diberi gaya dari luar, maka benda akan mengalami percepatan sebesar:

Jarak yang ditempuh oleh kardus berisi buku dinyatakan dengan persamaan:

Usaha yang dihasilkan dinyatakan dengan persamaan:

Maka, benda pertama:

Benda kedua:

Benda ketiga:

Benda keempat:

Maka, urutan kardus yang menghasilkan usaha dari terkecil hingga terbesar adalah 2) – 1) – 3) – 4).

Topik: Usaha dan Energi

Subtopik: Hukum Kekekalan Energi

Level Kognitif: MOTS

 

5. Dina memiliki sebuah balok bermassa 4 kg yang bergerak lurus di atas bidang datar dengan kecepatan awal 5 m/s. Koefisien gesek kinetis antara balok dan bidang datar adalah 0,25. Besar perpindahan benda hingga benda berhenti adalah …

A. 0,5 m

B. 2,0 m

C. 2,5 m

D. 4,0 m

E. 5,0 m

 

Jawaban: E

Pembahasan:

Diketahui:

Usaha yang dihasilkan akibat gaya gesek dinyatakan dengan persamaan:

Topik: Termodinamika

Subtopik: Aplikasi Hukum Termodinamika

Level Kognitif: HOTS

 

6. Mesin Carnot merupakan alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Ketika mesin Carnot menerima kalor sebesar 2500 J pada reservoir panas dan 1250 J pada reservoir dingin, efisiensi yang dihasilkan sebesar η. Jika mesin Carnot tersebut menerima kalor 2500 J dari reservoir panas dan melepas kalor 750 J pada reservoir dingin, nilai efisiensi mesin Carnot mengalami perubahan sebesar …

A. 0,1

B. 0,2

C. 0,3

D. 0,5

E. 0,7

 

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

Efisiensi mesin Carnot dinyatakan dengan persamaan:

Efisiensi mesin Carnot pertama:

Efisiensi mesin Carnot kedua:

Perubahan nilai efisiensi mesin Carnot sebesar:

Topik: Kesetimbangan dan Dinamika Rotasi

Subtopik: Kesetimbangan Benda Tegar

Level Kognitif: MOTS

 

7. Seorang anak sedang bermain-main di atas bidang licin es seolah mengikuti penari balet. Ketika anak tersebut melipat kedua tangannya, momen inersia anak bernilai 3,2 kg.m² dan berputar dengan kecepatan sudut 5 rad/s. Jika anak ingin berputar dengan kecepatan sudut 1 rad/s, anak tersebut harus merentangkan tangan sehingga momen inersia anak sebesar …

A. 0,8 kg.m²

B. 1,6 kg.m²

C. 8,0 kg.m²

D. 12 kg.m²

E. 16 kg.m²

 

Jawaban: E

Pembahasan:

Diketahui:

Berdasarkan hukum kekekalan momentum sudut, momen inersia anak ketika dia merentangkan tangan dapat dihitung sebagai berikut:

Topik: Gelombang Mekanik

Subtopik: Gelombang Berdiri (Tegak)

Level Kognitif: HOTS

 

8. Dua buah gabus mengapung di permukaan air yang membentuk gelombang. Ketika gabus pertama berada di puncak gelombang, gabus kedua berada di puncak gelombang lainnya. Gabus pertama dan kedua terpisah sejauh 50 cm dan terdapat satu puncak gelombang lain di antara keduanya. Kedua gabus bergerak naik dan turun dengan frekuensi 20 Hz. Cepat rambat gelombang tersebut adalah …

A. 0,5 m/s

B. 1,0 m/s

C. 2,5 m/s

D. 5,0 m/s

E. 10 m/s

 

Jawaban: D

 

Pembahasan:

Jika gelombang digambarkan:

Maka, dapat diketahui bahwa:

Panjang satu gelombang dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

Maka, cepat rambat gelombang:

Topik: Suhu dan Kalor

Subtopik: Asas Black

Level Kognitif: HOTS

 

9. Lima ratus gram es balok bersuhu -10^oC sedang berusaha dicairkan secepat mungkin dengan menuangkan 500 gram air bersuhu 80^oC. Setelah mencapai kesetimbangan, ternyata masih ada sebagian es yang belum mencair. Es yang belum mencair dipindahkan ke wadah X dan kembali dituangkan 250 gram suatu zat cair bersuhu 50^oC. Jika kalor jenis zat cair tersebut adalah 0,57 kal/g ^oC, suhu akhir cairan di wadah X sebesar …

A. 0 ^oC

B. 7 ^oC

C. 17 ^oC

D. 27 ^oC

E. 37 ^oC

 

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui:

Hitung massa es yang belum mencair ketika dituangkan ke dalam air:

Hitung kalor yang diberikan air bersuhu 80^oC:

Hitung kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu es menjadi 0^oC:

Hitung kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan seluruh es:

Maka, massa es yang belum mencair:

Hitung suhu campuran di wadah X:

Wadah X berisi 31,25 gram es yang belum mencair dan zat cair baru yang dituangkan untuk mencairkan es. Es melebur pada suhu 0^oC, maka:

Topik: Elastisitas dan Hukum Hooke

Subtopik: Modulus Elastisitas

Level Kognitif: MOTS

 

10. Dani menggantungkan beban bermassa 200 gram pada pegas sepanjang 20 cm, hal ini menyebabkan panjang pegas bertambah menjadi 25 cm. Pegas tersebut ditarik hingga mencapai simpangan sebesar y dan menghasilkan energi potensial sebesar 2 J. Nilai y adalah …

A. 0,52 m

B. 0,32 m

C. 0,12 m

D. 0,52 cm

E. 0,32 cm

 

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

Energi potensial pegas dinyatakan dengan persamaan:

Hitung konstanta pegas:

Maka, nilai y dapat dihitung sebagai berikut:

Topik: Fluida Statis

Subtopik: Hukum Archimedes

Level Kognitif: HOTS

 

11. Sebuah benda berbentuk kubus terbuat dari bahan yang memiliki massa jenis 0,25 g/cm³. Benda tersebut mengapung di atas cairan X dengan massa jenis 0,9 g/cm³. Dani ingin agar benda kubus melayang di dalam cairan X, sehingga Dani menambahkan benda dengan massa jenis 5 g/cm³ di atas benda kubus. Jika rusuk kubus sebesar 5 cm, berat benda yang harus diletakkan di atas benda kubus sebesar …

A. 0,99 N

B. 1,68 N

C. 2,20 N

D. 3,20 N

E. 5,20 N

 

Jawaban: A

Pembahasan:

Diketahui:

Hitung volume kubus:

Kubus dan benda di atasnya melayang di dalam cairan X, maka:

Maka, berat benda yang diletakkan di atas kubus sebesar:

Topik: Momentum dan Impuls

Subtopik: Jenis-jenis Tumbukan

Level Kognitif: HOTS

 

12. Benda A bergerak dengan kecepatan 5 m/s ke arah kanan menabrak benda B yang bergerak berlawanan arah dengan benda A dengan kecepatan 8 m/s. Massa benda A dua kali lebih besar dari massa benda B. Jika setelah tabrakan, benda A bergerak ke kiri dengan kecepatan 2 m/s, pernyataan yang benar adalah …

A. Tumbukan yang terjadi antara benda A dan benda B adalah lenting sempurna.

B. Tumbukan yang terjadi antara benda A dan benda B adalah tidak lenting sempurna.

C. Tumbukan yang terjadi antara benda A dan benda B adalah tidak lenting sama sekali.

D. Tumbukan yang terjadi antara benda A dan benda B memiliki koefisien restitusi 0,6.

E. Tumbukan yang terjadi antara benda A dan benda B memiliki koefisien restitusi 0,8.

Jawaban: D

Pembahasan:

Hitung kecepatan benda setelah tumbukan:

Benda B bergerak ke arah kanan:

Hitung koefisien restitusi benda:

Topik: Gelombang Bunyi

Subtopik: Efek Doppler

Level Kognitif: MOTS

 

13. Sebuah mobil polisi bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirine berfrekuensi 1.050 Hz. Sementara itu, seorang pengendara motor bergerak di belakang mobil polisi dengan kecepatan 10 m/s km/jam searah dengan mobil polisi. Cepat rambat bunyi di udara saat itu adalah 330 m/s, maka frekuensi sirine yang didengar oleh pengendara motor adalah …

A. 1.010 Hz

B. 1.020 Hz

C. 1.030 Hz

D. 1.050 Hz

E. 1.060 Hz

 

Jawaban: B

Pembahasan:

Pada soal diketahui bahwa:

Frekuensi sirine ambulans yang didengar oleh pengendara motor adalah:

Topik: Gelombang Cahaya

Subtopik: Interferensi Cahaya

Level Kognitif: MOTS

 

14. Sebuah sumber cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 600 nm dilewatkan pada celah ganda sehingga menghasilkan pola interferensi pada layar yang berada 2 meter dari celah. Apabila sumber cahaya diganti dengan sumber cahaya lain dengan panjang gelombang 450 nm, pernyataan yang benar berikut ini adalah …

A. Jarak antarpola terang pada layar tidak akan berubah

B. Jarak antarpola terang pada layar menjadi ¼ kali semula

C. Jarak antarpola terang pada layar menjadi ½ kali semula

D. Jarak antarpola terang pada layar menjadi ¾ kali semula

E. Jarak antarpola terang pada layar menjadi 4/3 kali semula

 

Jawaban: D

Pembahasan:

Pada pola diketahui bahwa:

Jarak antarpola terang dapat diketahui melalui persamaan berikut:

Pada soal, jarak antarcelah dan jarak antara celah dengan layar tidak berubah, maka jarak antarpola terang hanya bergantung pada panjang gelombang yang digunakan.

Ketika sumber cahaya diubah, jarak antarpolanya menjadi:

Topik: Gelombang Elektromagnetik

Subtopik: Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Level Kognitif: LOTS

 

15. Salah satu manfaat gelombang elektromagnetik ialah dapat digunakan untuk fotografi pemetaan sumber daya alam. Gelombang yang digunakan yaitu …

A. Sinar gamma

B. Cahaya tampak

C. Sinar inframerah

D. Gelombang radio

E. Gelombang mikro

 

Jawaban: C

Pembahasan:

Fotografi pemetaan sumber daya alam dilakukan dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik yaitu sinar inframerah. Selain itu, sinar inframerah juga dimanfaatkan dalam remote control alat elektronik serta terapi fisik dalam bidang kedokteran.

Topik: Listrik Statis

Subtopik: Hukum Coulomb

Level Kognitif: HOTS

 

16. Dua buah muatan positif 4 μC dan 9 μC terpisah sejauh 40 cm. Sebuah muatan hendak diletakkan di sekitar kedua muatan tersebut. Agar gaya listrik yang dialami oleh muatan ketiga sama dengan nol, muatan ketiga harus diletakkan sejauh …

A. 16 cm di sebelah kiri muatan 4 μC

B. 16 cm di sebelah kanan muatan 9 μC

C. 20 cm di sebelah kanan muatan 9 μC

D. 24 cm di sebelah kanan muatan 4 μC

E. 24 cm di sebelah kiri muatan 9 μC

 

Jawaban: A

Pembahasan:

Kedua partikel bermuatan positif, maka titik dengan medan listrik nol akan berada di antara kedua muatan seperti yang dapat dilihat pada gambar berikut ini (misalkan muatan ketiga diletakkan pada titik P.

Anggap jarak P dari muatan 4 μC adalah x meter, sehingga jarak P dari muatan 9 μC adalah (40-x) cm. Agar gaya listrik yang dialami oleh muatan ketiga sama dengan nol, maka gaya yang dialami oleh muatan ketiga akibat 4 μC dan 9 μC di titik P tersebut sama besar.

Dengan demikian, muatan tersebut harus diletakkan pada x = 16 cm dari muatan 4 μC atau 40 – 16 = 24 cm dari muatan 9 μC.

Topik: Medan Magnet

Subtopik: Gaya Magnet

Level Kognitif: HOTS

 

17. Dua buah kawat panjang berarus terpisah sejauh a. Kuat arus yang mengalir pada kawat pertama dan kawat kedua masing-masing adalah 3 A dan 5 A.

Sebuah kawat penghantar berarus yang lain (kawat X) hendak diletakkan di sekitar kedua kawat. Agar kawat X tidak mengalami gaya magnetik, kawat X harus diletakkan pada …

A. 0,5a di sebelah kiri kawat (1)

B. 0,5a di sebelah kanan kawat (1)

C. 0,5a di sebelah kanan kawat (2)

D. 1,5a di sebelah kiri kawat (1)

E. 1,5a di sebelah kanan kawat (2)

 

Jawaban: D

Pembahasan:

Kuat arus pada kawat 1: I₁ = 3 A

Kuat arus pada kawat 2: I₂ = 5 A

Jarak kedua kawat: d = a

Induksi magnetik yang timbul di antara kedua kawat tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

Ketika kawat X diletakkan di sekitar kedua kawat, kawat X akan mendapatkan gaya magnetik dari kawat (1) dan kawat (2) yang arahnya sama. Sementara itu, agar gaya magnet total yang bekerja pada kawat X bernilai 0, maka gaya magnet yang berasal dari kawat (1) dan kawat (2) haruslah sama besar dan berlawanan arah. Untuk mendapatkan kondisi tersebut kita harus meletakkan kawat X di sebelah kiri kawat (1), misalkan jarak kawat X dari kawat (1) adalah x, maka:

Topik: Listrik Arus Bolak-Balik

Subtopik: Rangkaian AC – RLC

Level Kognitif: HOTS

 

18. Sebuah rangkaian RLC terdiri dari resistor 200 ohm, kapasitor 16 μF, dan induktor 1,6 H yang dihubungkan dengan sumber tegangan V = 20 sin 250t.

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini!

1) Tegangan efektif sumber 20√2 V.

2) Reaktansi induktif ohm 160 ohm.

3) Reaktansi kapasitif ohm 250 ohm.

4) Hambatan total rangkaian 250 ohm.

5) Kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian 0,04 A.

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor …

A. 1, 2, dan 3

B. 1, 3, dan 4

C. 2, 3, dan 5

D. 2, 4, dan 5

E. 3, 4, dan 5

 

Jawaban: E

Pembahasan:

1) Tegangan efektif sumber, yaitu 20√2 V -> salah.

2) Reaktansi induktif induktor, yaitu 160 ohm -> salah.

3) Reaktansi kapasitif kapasitor, yaitu 250 ohm -> benar.

4) Hambatan total rangkaian, yaitu 250 ohm -> benar.

5) Kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian, yaitu 0,08 A -> benar.

Topik: Relativitas Khusus

Subtopik: Konsekuensi Transformasi Lorentz

Level Kognitif: MOTS

 

19. Sebuah pesawat antariksa menjauhi Bumi dengan kelajuan √5 × 10⁸ m/s. Pesawat itu memancarkan data dengan laju 50 pulsa/s. Pulsa akan diterima di bumi dengan laju …

 

Jawaban: D

Pembahasan:

Pada soal disebutkan bahwa:

Kelajuan pesawat: v = √5 × 10⁸ m/s.

Frekuensi pancaran data: f = 50 pulsa/s.

Untuk mengetahui pada laju atau frekuensi berapa data tersebut diterima di bumi, kita perlu mengetahui periode data terlebih dahulu.

Dengan demikian, periode data yang diterima bumi adalah:

Jadi, laju data yang diterima bumi, yaitu:

Topik: Fisika Inti

Subtopik: Inti Atom

Level Kognitif: MOTS

 

20. Pada sebuah bintang yang telah kehabisan hidrogen, terjadi proses triple-α yang melibatkan tiga inti helium (partikel alfa) untuk membentuk karbon dan menghasilkan energi dengan reaksi sebagai berikut.

Massa inti helium adalah 4,0026 sma, massa inti berilium 8,0053 sma, dan massa inti karbon 12 sma. Jika 1 sma setara dengan 931 MeV, maka energi yang dihasilkan melalui reaksi tersebut adalah …

A. 0,0931 MeV

B. 3,6309 MeV

C. 7,2618 MeV

D. 7,3549 MeV

E. 14,5236 MeV

 

Jawaban: C

Pembahasan:

Pada soal diketahui bahwa:

Massa inti helium: m_He = 4,0026 sma

Massa inti berilium: m_Be = 8,0053 sma

Massa inti karbon: m_C = 12 sma

Pada reaksi pertama, saat dua inti helium membentuk inti berilium, besar energi yang terlibat sebesar:

Energi bertanda (-) menunjukkan proses tersebut memerlukan energi. Pada reaksi kedua, saat inti berilium dan inti helium membentuk inti karbon, besar energi yang terlibat sebesar:

Energi bertanda (+) menunjukkan proses tersebut melepaskan energi. Dengan demikian, energi total yang dihasilkan dalam satu proses triple-α adalah:

Bagaimana nih setelah berlatih beberapa soal di atas? Apa kamu yakin sudah siap untuk menghadapi UNBK nantinya? Yuk, jika kamu merasa masih butuh banyak belajar lagi, kamu bisa coba kerjakan latihan soal lebih banyak di ruangbelajar. #TetapSehatTetapBelajar!