contoh soal fisika sma

Selamat datang di kumpulan contoh soal Fisika SMA terlengkap! Artikel ini dirancang khusus untuk membantu siswa SMA dalam mempersiapkan diri menghadapi berbagai ujian, mulai dari ujian harian, ujian semester, hingga ujian masuk perguruan tinggi seperti UTBK dan SNBT. Fisika adalah mata pelajaran yang membutuhkan pemahaman konsep yang kuat serta kemampuan aplikasi rumus dan analisis masalah.

Di sini, Anda akan menemukan beragam jenis soal yang mencakup seluruh materi Fisika SMA, mulai dari Mekanika Klasik, Listrik Magnet, Gelombang, Optik, Termodinamika, hingga Fisika Modern. Kami menyediakan 20 soal pilihan ganda, 5 soal isian singkat, 5 soal uraian, dan 2 set soal menjodohkan. Setiap soal telah dipilih untuk menguji berbagai tingkat pemahaman dan keterampilan berpikir Anda.

Jangan khawatir jika Anda menemui kesulitan, karena di bagian akhir artikel ini kami juga menyediakan Kunci Jawaban lengkap dengan pembahasan singkat untuk soal pilihan ganda. Manfaatkan kesempatan ini untuk menguji pengetahuan Anda, mengidentifikasi area yang perlu diperbaiki, dan memperdalam pemahaman konsep Fisika. Selamat belajar dan semoga sukses!

I. Soal Pilihan Ganda

1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s dan mengalami percepatan konstan 2 m/s². Berapakah kecepatan mobil setelah bergerak selama 5 detik?

   1. 15 m/s
   2. 20 m/s
   3. 25 m/s
   4. 30 m/s
   5. 35 m/s

2. Sebuah balok bermassa 5 kg ditarik dengan gaya 20 N pada lantai licin. Berapakah percepatan yang dialami balok tersebut?

   1. 2 m/s²
   2. 3 m/s²
   3. 4 m/s²
   4. 5 m/s²
   5. 6 m/s²

3. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m. Jika percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², berapakah energi kinetik benda saat sesaat sebelum menyentuh tanah?

   1. 100 J
   2. 150 J
   3. 200 J
   4. 250 J
   5. 300 J

4. Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Bola menumbuk dinding dan memantul dengan kecepatan 2 m/s berlawanan arah. Berapakah besar impuls yang dialami bola?

   1. 1 Ns
   2. 2 Ns
   3. 3 Ns
   4. 4 Ns
   5. 5 Ns

5. Sebuah benda tercelup seluruhnya dalam air. Jika volume benda 0,002 m³ dan massa jenis air 1000 kg/m³, berapakah gaya apung yang dialami benda? (g = 10 m/s²)

   1. 10 N
   2. 15 N
   3. 20 N
   4. 25 N
   5. 30 N

6. Sebuah gelombang bunyi memiliki frekuensi 400 Hz dan panjang gelombang 0,8 m. Berapakah cepat rambat gelombang bunyi tersebut?

   1. 280 m/s
   2. 300 m/s
   3. 320 m/s
   4. 340 m/s
   5. 360 m/s

7. Pada percobaan Young, jarak antar celah 0,2 mm dan jarak celah ke layar 1 m. Jika panjang gelombang cahaya 500 nm, berapakah jarak pita terang pertama dari terang pusat?

   1. 1,5 mm
   2. 2,0 mm
   3. 2,5 mm
   4. 3,0 mm
   5. 3,5 mm

8. Dua muatan listrik +2 μC dan -3 μC terpisah sejauh 3 cm. Berapakah besar gaya tarik-menarik antara kedua muatan tersebut? (k = 9×10⁹ Nm²/C²)

9. 30 N
10. 45 N
11. 60 N
12. 75 N
13. 90 N

Sebuah rangkaian memiliki hambatan 10 Ω. Jika dialiri arus 2 A, berapakah tegangan pada rangkaian tersebut?

1. 10 V
2. 15 V
3. 20 V
4. 25 V
5. 30 V

Sebuah lampu 40 W dinyalakan selama 5 jam. Berapakah energi listrik yang digunakan lampu tersebut dalam Joule?

1. 360.000 J
2. 540.000 J
3. 720.000 J
4. 900.000 J
5. 1.080.000 J

Sebuah kawat lurus panjang 2 m dialiri arus 5 A berada dalam medan magnet homogen 0,2 T. Jika kawat tegak lurus medan magnet, berapakah gaya Lorentz yang dialami kawat?

1. 1 N
2. 2 N
3. 3 N
4. 4 N
5. 5 N

Sebuah kumparan memiliki 100 lilitan. Jika fluks magnet yang melingkupinya berubah dari 0,02 Wb menjadi 0,08 Wb dalam waktu 0,1 s, berapakah GGL induksi rata-rata yang timbul?

1. 40 V
2. 50 V
3. 60 V
4. 70 V
5. 80 V

Untuk menaikkan suhu 2 kg air dari 20°C menjadi 80°C, berapa kalor yang dibutuhkan? (kalor jenis air = 4200 J/kg°C)

420.000 J

504.000 J

588.000 J

672.000 J

756.000 J

Suatu gas melakukan usaha 100 J dan menerima kalor 150 J. Berapakah perubahan energi dalam gas tersebut?

1. -50 J
2. 0 J
3. 50 J
4. 100 J
5. 250 J

Sebuah benda diletakkan 10 cm di depan lensa cembung dengan fokus 5 cm. Berapakah jarak bayangan yang terbentuk?

1. 5 cm
2. 7,5 cm
3. 10 cm
4. 12,5 cm
5. 15 cm

Apa fenomena yang terjadi ketika gelombang cahaya melewati celah sempit atau penghalang dan menyebar?

1. Refleksi
2. Refraksi
3. Interferensi
4. Difraksi
5. Dispersi

Apa yang dimaksud dengan fungsi kerja pada efek fotolistrik?

1. Energi kinetik maksimum elektron yang keluar.
2. Energi foton yang mengenai permukaan logam.
3. Energi minimum yang dibutuhkan elektron untuk keluar dari permukaan logam.
4. Frekuensi ambang cahaya.
5. Intensitas cahaya.

Jika konstanta Planck (h) = 6,6×10⁻³⁴ Js dan frekuensi cahaya 5×10¹⁴ Hz, berapakah energi satu foton?

1. 1,1×10⁻¹⁹ J
2. 2,2×10⁻¹⁹ J
3. 3,3×10⁻¹⁹ J
4. 4,4×10⁻¹⁹ J
5. 5,5×10⁻¹⁹ J

Apa yang menyebabkan defek massa pada inti atom?

1. Perbedaan jumlah proton dan neutron.
2. Perubahan massa elektron saat berinteraksi dengan inti.
3. Sebagian massa nukleon (proton dan neutron) berubah menjadi energi ikat inti.
4. Gaya tolak-menolak antar proton dalam inti.
5. Perbedaan massa antara isotop yang berbeda.

Menurut teori relativitas khusus Einstein, jika sebuah pesawat bergerak mendekati kecepatan cahaya, apa yang akan terjadi pada waktu relatif di dalam pesawat menurut pengamat di Bumi?

1. Waktu akan berjalan lebih cepat.
2. Waktu akan berjalan lebih lambat.
3. Waktu akan berhenti.
4. Waktu tidak akan berubah.
5. Waktu akan berbalik arah.

II. Soal Isian Singkat

1. Satuan internasional untuk daya adalah __________.

2. Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah __________.

3. Bunyi tidak dapat merambat dalam ruang __________.

4. Peristiwa pembelokan cahaya ketika melewati dua medium yang berbeda disebut __________.

5. Konstanta gravitasi umum (G) memiliki nilai sekitar __________ Nm²/kg².

III. Soal Uraian

1. Jelaskan perbedaan antara kecepatan dan kelajuan! Berikan contohnya.

2. Bagaimana prinsip kerja transformator step-up dan step-down? Jelaskan perbedaannya.

3. Jelaskan proses terjadinya pelangi dari sudut pandang fisika!

4. Apa yang dimaksud dengan energi potensial dan energi kinetik? Tuliskan rumus keduanya dan berikan contoh aplikasi dalam kehidupan sehari-hari.

5. Sebutkan dan jelaskan tiga hukum termodinamika!

IV. Soal Menjodohkan

Jodohkan pernyataan di kolom A dengan konsep yang sesuai di kolom B!

Set 1

Kolom A

1. Hukum yang menjelaskan hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan listrik.
2. Prinsip yang menjelaskan mengapa benda bisa mengapung atau tenggelam di fluida.
3. Hukum-hukum yang menggambarkan gerakan planet mengelilingi Matahari.
4. Hukum yang menjelaskan pembelokan arah cahaya saat melewati dua medium berbeda.
5. Hukum yang menyatakan bahwa untuk setiap aksi ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.

Kolom B

1. Hukum Archimedes
2. Hukum Newton III
3. Hukum Ohm
4. Hukum Snellius
5. Hukum Kepler

Set 2

Kolom A

1. Alat untuk mengukur panjang gelombang cahaya.
2. Alat untuk mengukur suhu.
3. Alat untuk mengukur tegangan listrik.
4. Alat untuk mengukur gaya.
5. Alat untuk mengukur massa jenis cairan.

Kolom B

1. Termometer
2. Hidrometer
3. Spektrometer
4. Dinamometer
5. Voltmeter

Kunci Jawaban dan Pembahasan

I. Kunci Jawaban Pilihan Ganda

1. B. 20 m/s. Pembahasan: Menggunakan rumus GLBB, v = v₀ + at = 10 + (2 × 5) = 10 + 10 = 20 m/s.
2. C. 4 m/s². Pembahasan: Menggunakan Hukum Newton II, F = ma, maka a = F/m = 20 N / 5 kg = 4 m/s².
3. C. 200 J. Pembahasan: Energi kinetik saat menyentuh tanah sama dengan energi potensial awal. EK = EP = mgh = 2 kg × 10 m/s² × 10 m = 200 J.
4. C. 3 Ns. Pembahasan: Impuls (I) = perubahan momentum (Δp) = m(v₂ – v₁). Jika kecepatan awal positif, maka kecepatan akhir negatif. I = 0,5 kg × (-2 m/s – 4 m/s) = 0,5 × (-6) = -3 Ns. Besar impuls adalah 3 Ns.
5. C. 20 N. Pembahasan: Gaya apung (Fa) = ρ_fluida × V_tercelup × g = 1000 kg/m³ × 0,002 m³ × 10 m/s² = 20 N.
6. C. 320 m/s. Pembahasan: Cepat rambat gelombang (v) = panjang gelombang (λ) × frekuensi (f) = 0,8 m × 400 Hz = 320 m/s.
7. C. 2,5 mm. Pembahasan: Untuk pita terang pertama (m=1), y = mλL/d = (1 × 500×10⁻⁹ m × 1 m) / (0,2×10⁻³ m) = 2,5×10⁻³ m = 2,5 mm.
8. C. 60 N. Pembahasan: Gaya Coulomb (F) = k|q₁q₂|/r² = (9×10⁹ × 2×10⁻⁶ × 3×10⁻⁶) / (0,03)² = (54×10⁻³) / (9×10⁻⁴) = 60 N.
9. C. 20 V. Pembahasan: Menggunakan Hukum Ohm, V = IR = 2 A × 10 Ω = 20 V.
10. C. 720.000 J. Pembahasan: Energi listrik (W) = Daya (P) × waktu (t). Waktu = 5 jam = 5 × 3600 detik = 18.000 detik. W = 40 W × 18.000 s = 720.000 J.
11. B. 2 N. Pembahasan: Gaya Lorentz (F) = BILsinθ. Karena tegak lurus, sinθ = sin 90° = 1. F = 0,2 T × 5 A × 2 m = 2 N.
12. C. 60 V. Pembahasan: GGL induksi (ε) = -N (ΔΦ/Δt) = -100 × ((0,08 – 0,02) Wb / 0,1 s) = -100 × (0,06 / 0,1) = -100 × 0,6 = -60 V. Besar GGL induksi adalah 60 V.
13. B. 504.000 J. Pembahasan: Kalor (Q) = mcΔT = 2 kg × 4200 J/kg°C × (80°C – 20°C) = 2 × 4200 × 60 = 504.000 J.
14. C. 50 J. Pembahasan: Menggunakan Hukum Termodinamika I, ΔU = Q – W. Kalor diterima (Q positif), usaha dilakukan (W positif). ΔU = 150 J – 100 J = 50 J.
15. C. 10 cm. Pembahasan: Menggunakan rumus lensa 1/f = 1/s + 1/s’. 1/5 = 1/10 + 1/s’. 1/s’ = 1/5 – 1/10 = 2/10 – 1/10 = 1/10. Maka s’ = 10 cm.
16. D. Difraksi. Pembahasan: Difraksi adalah peristiwa pembelokan atau penyebaran gelombang saat melewati celah atau penghalang.
17. C. Energi minimum yang dibutuhkan elektron untuk keluar dari permukaan logam. Pembahasan: Fungsi kerja adalah ambang energi yang harus dilampaui agar elektron dapat terlepas dari ikatan atom pada permukaan logam.
18. C. 3,3×10⁻¹⁹ J. Pembahasan: Energi foton (E) = hf = 6,6×10⁻³⁴ Js × 5×10¹⁴ Hz = 33×10⁻²⁰ J = 3,3×10⁻¹⁹ J.
19. C. Sebagian massa nukleon (proton dan neutron) berubah menjadi energi ikat inti. Pembahasan: Defek massa adalah selisih antara massa nukleon penyusun inti dengan massa inti sebenarnya, massa yang hilang ini berubah menjadi energi ikat inti.
20. B. Waktu akan berjalan lebih lambat. Pembahasan: Ini adalah fenomena dilatasi waktu dalam teori relativitas khusus, di mana waktu bergerak lebih lambat pada kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan mendekati cahaya relatif terhadap pengamat diam.

II. Kunci Jawaban Isian Singkat

1. Watt
2. Amperemeter
3. Hampa
4. Pembiasan
5. 6,67×10⁻¹¹

III. Kunci Jawaban Uraian

1. Perbedaan Kecepatan dan Kelajuan:
   • Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat suatu benda bergerak beserta arahnya (misal: 10 m/s ke timur).
   • Kelajuan adalah besaran skalar yang hanya menunjukkan seberapa cepat suatu benda bergerak tanpa memperhatikan arah (misal: 10 m/s).
   • Contoh: Sebuah mobil bergerak 60 km/jam (kelajuan). Jika dikatakan 60 km/jam ke utara, itu adalah kecepatan.
2. Prinsip Kerja Transformator: Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu perubahan fluks magnet pada kumparan primer yang menginduksi GGL pada kumparan sekunder.
   • Transformator step-up: Menaikkan tegangan listrik. Memiliki jumlah lilitan sekunder (N_s) lebih banyak dari primer (N_p), dan arus sekunder lebih kecil dari primer.
   • Transformator step-down: Menurunkan tegangan listrik. Memiliki jumlah lilitan sekunder (N_s) lebih sedikit dari primer (N_p), dan arus sekunder lebih besar dari primer.
3. Proses Terjadinya Pelangi: Pelangi terjadi karena kombinasi tiga fenomena optik pada tetesan air hujan:
   • Pembiasan: Cahaya matahari (polikromatik) memasuki tetesan air dan dibiaskan. Karena indeks bias air berbeda untuk setiap warna, cahaya putih terurai menjadi spektrum warna (dispersi).
   • Pemantulan Internal: Cahaya yang sudah terurai kemudian memantul secara total di bagian belakang tetesan air.
   • Pembiasan Kembali: Cahaya memantul keluar dari tetesan air dan dibiaskan lagi saat kembali ke udara, sehingga kita melihat spektrum warna yang terpisah.
4. Energi Potensial dan Energi Kinetik:
   • Energi Potensial (EP): Energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau posisinya. Rumus: EP = mgh (untuk gravitasi). Contoh: Air di bendungan, buah yang tergantung di pohon.
   • Energi Kinetik (EK): Energi yang dimiliki benda karena gerakannya. Rumus: EK = ½ mv². Contoh: Mobil yang bergerak, bola yang dilempar.
5. Tiga Hukum Termodinamika:
   • Hukum Termodinamika I (Hukum Kekekalan Energi): Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Dalam sistem, perubahan energi dalam (ΔU) sama dengan kalor (Q) yang ditambahkan dikurangi usaha (W) yang dilakukan sistem (ΔU = Q – W).
   • Hukum Termodinamika II (Hukum Entropi): Panas secara alami mengalir dari benda panas ke benda dingin, dan tidak mungkin merancang mesin yang hanya mengubah seluruh panas menjadi usaha. Entropi (ketidakteraturan) alam semesta cenderung meningkat.
   • Hukum Termodinamika III (Hukum Nernst): Entropi suatu sistem mendekati nilai minimum konstan saat suhunya mendekati nol absolut (0 Kelvin). Pada nol absolut, semua gerakan termal berhenti dan entropi mencapai nilai terkecilnya.

IV. Kunci Jawaban Menjodohkan

Set 1

1. C (Hukum Ohm)
2. A (Hukum Archimedes)
3. E (Hukum Kepler)
4. D (Hukum Snellius)
5. B (Hukum Newton III)

Set 2

1. C (Spektrometer)
2. A (Termometer)
3. E (Voltmeter)
4. D (Dinamometer)
5. B (Hidrometer)