Persiapan Ujian Akhir Semester (UAS) Fisika Kelas 11 SMA Semester 2 adalah kunci untuk meraih nilai terbaik dan pemahaman mendalam tentang konsep-konsep fisika. Artikel ini menyajikan kumpulan contoh soal komprehensif yang dirancang khusus untuk membantu siswa menguji dan memperkuat pemahaman mereka. Materi yang dicakup meliputi fluida dinamis, teori kinetik gas, termodinamika, gelombang mekanik, gelombang bunyi, gelombang cahaya, listrik statis, hingga medan magnet. Dengan berlatih menggunakan soal pilihan ganda, isian singkat, esai, dan menjodohkan, siswa dapat mengidentifikasi area yang perlu ditingkatkan, melatih kecepatan berpikir, serta membiasakan diri dengan berbagai tipe soal yang mungkin muncul. Manfaatkan kesempatan ini untuk mengulang materi, mengasah kemampuan analisis, dan membangun kepercayaan diri menjelang UAS Fisika Anda. Raih kesuksesan akademik dengan persiapan yang matang dan terarah!
Latihan Soal Contoh Soal UAS Fisika Kelas 11 SMA Semester 2
1. Sebuah pipa horizontal memiliki diameter 10 cm pada bagian A dan 5 cm pada bagian B. Jika kecepatan aliran air pada bagian A adalah 2 m/s, maka kecepatan aliran air pada bagian B adalah…
- A. 2 m/s
- B. 8 m/s
- C. 4 m/s
- D. 16 m/s
2. Pernyataan yang benar mengenai hukum Bernoulli adalah…
- A. Kenaikan kecepatan fluida akan menyebabkan penurunan tekanan pada fluida tersebut.
- B. Tekanan fluida selalu berbanding lurus dengan kecepatannya.
- C. Energi potensial fluida tidak mempengaruhi tekanannya.
- D. Hanya berlaku untuk fluida yang tidak bergerak.
3. Sebuah benda terapung di air dengan 3/5 bagian volumenya tercelup. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m³, maka massa jenis benda tersebut adalah…
- A. 300 kg/m³
- B. 500 kg/m³
- C. 600 kg/m³
- D. 800 kg/m³
4. Gas ideal berada dalam wadah tertutup. Jika suhu gas dinaikkan dari 27°C menjadi 127°C dan volumenya dijaga konstan, maka tekanan gas akan menjadi…
- A. 3/4 kali semula
- B. 4/3 kali semula
- C. 2 kali semula
- D. Tetap
5. Proses termodinamika di mana tidak terjadi pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan disebut proses…
- A. Isokhorik
- B. Isotermal
- C. Isobarik
- D. Adiabatik
6. Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 500 K dan suhu rendah 300 K. Efisiensi mesin Carnot tersebut adalah…
- A. 40%
- B. 60%
- C. 20%
- D. 80%
7. Pernyataan yang benar mengenai hukum Termodinamika I adalah…
- A. Kalor selalu mengalir dari suhu rendah ke suhu tinggi.
- B. Tidak mungkin membuat mesin kalor yang efisiensinya 100%.
- C. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah bentuknya.
- D. Entropi sistem tertutup cenderung meningkat.
8. Sebuah gelombang transversal merambat dengan persamaan y = 0.02 sin(πt – 0.5πx) meter. Cepat rambat gelombang tersebut adalah…
- A. 0.5 m/s
- B. 2 m/s
- C. 1 m/s
- D. 4 m/s
9. Intensitas bunyi suatu sumber pada jarak 2 meter adalah I. Jika jaraknya menjadi 4 meter, intensitas bunyinya menjadi…
- A. I/2
- B. 2I
- C. I/4
- D. 4I
10. Peristiwa interferensi cahaya terjadi ketika…
- A. Dua gelombang cahaya koheren saling berpadu.
- B. Cahaya dibelokkan saat melewati celah sempit.
- C. Cahaya dipantulkan oleh permukaan.
- D. Cahaya menembus dua medium berbeda.
11. Polarisasi cahaya dapat terjadi karena…
- A. Pemantulan
- B. Pembiasan
- C. Absorbsi selektif
- D. Semua jawaban benar
12. Dua muatan listrik masing-masing +2 μC dan -3 μC terpisah sejauh 30 cm. Gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan tersebut adalah…
- A. 0.6 N
- B. 0.06 N
- C. 6 N
- D. 60 N
13. Medan listrik di antara dua keping sejajar yang bermuatan berlawanan arah adalah…
- A. Makin besar jika menjauh dari keping
- B. Seragam
- C. Makin kecil jika mendekati keping
- D. Berbentuk lingkaran
14. Kapasitas suatu kapasitor keping sejajar dapat ditingkatkan dengan cara…
- A. Memperkecil luas keping
- B. Memperbesar jarak antar keping
- C. Memperbesar luas keping dan memperkecil jarak antar keping
- D. Mengurangi bahan dielektrik
15. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik 2 A. Besar induksi magnetik pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat adalah…
- A. 2 x 10^-6 T
- B. 4 x 10^-6 T
- C. 8 x 10^-6 T
- D. 16 x 10^-6 T
16. Arah gaya Lorentz pada sebuah partikel bermuatan positif yang bergerak dalam medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan…
- A. Kaidah tangan kanan
- B. Kaidah tangan kiri
- C. Hukum Archimedes
- D. Hukum Pascal
17. Fenomena terjadinya GGL induksi pada suatu kumparan ketika ada perubahan fluks magnetik yang melaluinya dijelaskan oleh hukum…
- A. Hukum Ampere
- B. Hukum Lenz
- C. Hukum Faraday
- D. Hukum Biot-Savart
18. Efek Doppler terjadi ketika…
- A. Bunyi merambat melalui medium yang berbeda.
- B. Ada gerakan relatif antara sumber bunyi dan pendengar.
- C. Intensitas bunyi sangat tinggi.
- D. Bunyi mengalami pemantulan.
19. Tekanan absolut pada kedalaman h di bawah permukaan fluida adalah…
- A. P_atmosfer
- B. ρgh
- C. P_atmosfer – ρgh
- D. P_atmosfer + ρgh
20. Pernyataan yang benar mengenai gelombang stasioner adalah…
- A. Terbentuk dari superposisi dua gelombang yang memiliki frekuensi dan amplitudo sama namun arah rambat berlawanan.
- B. Amplitudonya selalu konstan di setiap titik.
- C. Semua partikel medium bergetar dengan fase yang sama.
- D. Energi gelombang merambat terus menerus.
21. Sebutkan tiga asumsi dasar dalam fluida ideal yang digunakan dalam penurunan persamaan Bernoulli!
22. Apa perbedaan utama antara proses isotermal dan adiabatik dalam termodinamika?
23. Jelaskan mengapa langit tampak biru pada siang hari!
24. Apa yang dimaksud dengan medan magnet dan bagaimana arahnya ditentukan untuk kawat lurus berarus?
25. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi besar kapasitas kapasitor keping sejajar!
26. Jelaskan prinsip kerja dongkrak hidrolik berdasarkan hukum Pascal dan berikan contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari!
27. Bagaimana cara kerja termometer gas volume konstan dan apa kelebihannya dibandingkan termometer raksa?
28. Jelaskan fenomena resonansi pada gelombang bunyi dan berikan satu contoh aplikasinya!
29. Terangkan perbedaan antara interferensi konstruktif dan destruktif pada gelombang cahaya, serta syarat terjadinya masing-masing!
30. Jelaskan fenomena induksi elektromagnetik dan sebutkan dua faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi!
31. Jodohkanlah konsep fisika berikut dengan definisinya yang tepat!
Cocokkan data berikut:
- 1. Hukum Archimedes — A. Perubahan frekuensi gelombang karena gerak relatif sumber dan pengamat.
- 2. Efek Doppler — B. Proses termodinamika tanpa pertukaran kalor.
- 3. Proses Adiabatik — C. Gaya apung sama dengan berat fluida yang dipindahkan.
32. Jodohkanlah besaran fisika berikut dengan satuannya dalam SI!
Cocokkan data berikut:
- 1. Tekanan — A. Joule (J)
- 2. Energi — B. Tesla (T)
- 3. Daya — C. Pascal (Pa)
- 4. Induksi Magnetik — D. Watt (W)
Kunci Jawaban dan Pembahasan
No. 1 (Multiple Choice)
B. 8 m/s. Menggunakan persamaan kontinuitas A1v1 = A2v2. A = π(D/2)^2. Jadi, (D1)^2 v1 = (D2)^2 v2. (10)^2 * 2 = (5)^2 * v2. 100 * 2 = 25 * v2. v2 = 200/25 = 8 m/s.
No. 2 (Multiple Choice)
A. Kenaikan kecepatan fluida akan menyebabkan penurunan tekanan pada fluida tersebut. Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume adalah konstan di sepanjang aliran fluida ideal.
No. 3 (Multiple Choice)
C. 600 kg/m³. Menggunakan prinsip Archimedes, gaya apung = berat benda. ρ_fluida * g * V_tercelup = ρ_benda * g * V_total. Karena V_tercelup = 3/5 V_total, maka 1000 * (3/5)V_total = ρ_benda * V_total. ρ_benda = (3/5) * 1000 = 600 kg/m³.
No. 4 (Multiple Choice)
B. 4/3 kali semula. Menggunakan hukum Gay-Lussac (P1/T1 = P2/T2) dengan T dalam Kelvin. T1 = 27 + 273 = 300 K. T2 = 127 + 273 = 400 K. P2 = P1 * (T2/T1) = P1 * (400/300) = 4/3 P1.
No. 5 (Multiple Choice)
D. Adiabatik. Proses adiabatik adalah proses termodinamika di mana tidak ada perpindahan panas atau massa dari sistem ke lingkungannya.
No. 6 (Multiple Choice)
A. 40%. Efisiensi Carnot (η) = 1 – (T_rendah / T_tinggi). η = 1 – (300 K / 500 K) = 1 – 0.6 = 0.4 atau 40%.
No. 7 (Multiple Choice)
C. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah bentuknya. Hukum Termodinamika I adalah prinsip kekekalan energi, yang menyatakan bahwa perubahan energi internal sistem sama dengan kalor yang ditambahkan ke sistem dikurangi usaha yang dilakukan oleh sistem.
No. 8 (Multiple Choice)
B. 2 m/s. Dari persamaan y = A sin(ωt – kx), kita tahu ω = π rad/s dan k = 0.5π rad/m. Cepat rambat gelombang v = ω/k = π / (0.5π) = 2 m/s.
No. 9 (Multiple Choice)
C. I/4. Intensitas bunyi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber (I ∝ 1/r²). Jika jarak menjadi 2 kali lipat (dari 2m ke 4m), maka intensitas akan menjadi (1/2)² = 1/4 dari intensitas semula.
No. 10 (Multiple Choice)
A. Dua gelombang cahaya koheren saling berpadu. Interferensi adalah penggabungan dua atau lebih gelombang yang koheren (memiliki beda fase tetap) sehingga menghasilkan pola terang dan gelap.
No. 11 (Multiple Choice)
D. Semua jawaban benar. Polarisasi bisa terjadi karena pemantulan (saat sudut datang tertentu), pembiasan (jika mediumnya anisotrop), absorbsi selektif (menggunakan filter polaroid), dan hamburan (misalnya langit biru).
No. 12 (Multiple Choice)
A. 0.6 N. Menggunakan hukum Coulomb F = k * |q1q2| / r². k = 9 x 10^9 Nm²/C². q1 = 2 x 10^-6 C, q2 = 3 x 10^-6 C, r = 0.3 m. F = (9 x 10^9 * 2 x 10^-6 * 3 x 10^-6) / (0.3)^2 = (54 x 10^-3) / 0.09 = 0.6 N.
No. 13 (Multiple Choice)
B. Seragam. Di antara dua keping sejajar yang luas dan bermuatan sama besar namun berlawanan jenis, medan listriknya seragam (konstan) dan tegak lurus terhadap keping.
No. 14 (Multiple Choice)
C. Memperbesar luas keping dan memperkecil jarak antar keping. Kapasitas C = ε₀ * A / d. C berbanding lurus dengan luas keping (A) dan berbanding terbalik dengan jarak antar keping (d).
No. 15 (Multiple Choice)
B. 4 x 10^-6 T. Menggunakan rumus induksi magnetik kawat lurus B = (μ₀ * I) / (2πa). μ₀ = 4π x 10^-7 Tm/A. I = 2 A. a = 0.1 m. B = (4π x 10^-7 * 2) / (2π * 0.1) = (8π x 10^-7) / (0.2π) = 40 x 10^-7 = 4 x 10^-6 T.
No. 16 (Multiple Choice)
A. Kaidah tangan kanan. Untuk muatan positif, arah gaya Lorentz (F) searah dengan ibu jari, arah kecepatan (v) searah dengan jari telunjuk, dan arah medan magnet (B) searah dengan jari tengah.
No. 17 (Multiple Choice)
C. Hukum Faraday. Hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik menyatakan bahwa GGL induksi yang timbul dalam suatu rangkaian berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupinya.
No. 18 (Multiple Choice)
B. Ada gerakan relatif antara sumber bunyi dan pendengar. Efek Doppler adalah perubahan frekuensi atau panjang gelombang suatu gelombang yang diterima oleh pengamat karena adanya gerak relatif antara sumber gelombang dan pengamat.
No. 19 (Multiple Choice)
D. P_atmosfer + ρgh. Tekanan absolut adalah jumlah tekanan atmosfer dan tekanan hidrostatis (ρgh) pada kedalaman tersebut.
No. 20 (Multiple Choice)
A. Terbentuk dari superposisi dua gelombang yang memiliki frekuensi dan amplitudo sama namun arah rambat berlawanan. Gelombang stasioner (berdiri) adalah hasil interferensi dua gelombang berjalan dengan karakteristik yang sama tetapi bergerak berlawanan arah, menghasilkan titik-titik simpul dan perut yang tetap.
No. 21 (Short Answer)
Tiga asumsi dasar fluida ideal adalah:1. Fluida tidak kompresibel (massa jenis konstan).2. Aliran fluida adalah stasioner (kecepatan di setiap titik tidak berubah terhadap waktu).3. Fluida tidak viskos (tidak ada gesekan internal).
No. 22 (Short Answer)
Proses isotermal adalah proses termodinamika di mana suhu sistem dijaga konstan (ΔT=0), sehingga perubahan energi internal (ΔU) adalah nol untuk gas ideal. Pertukaran kalor (Q) terjadi untuk menjaga suhu konstan. Proses adiabatik adalah proses di mana tidak ada pertukaran kalor (Q=0) antara sistem dan lingkungan, sehingga perubahan energi internal (ΔU) sepenuhnya disebabkan oleh usaha (W) yang dilakukan.
No. 23 (Short Answer)
Langit tampak biru pada siang hari karena fenomena hamburan Rayleigh. Cahaya matahari yang melewati atmosfer Bumi dihamburkan oleh molekul-molekul gas dan partikel-partikel kecil. Cahaya biru memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dibandingkan warna lain (merah, kuning), sehingga lebih banyak dihamburkan ke segala arah. Ketika kita melihat ke atas, kita melihat cahaya biru yang dihamburkan dari berbagai arah, membuat langit terlihat biru.
No. 24 (Short Answer)
Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet atau arus listrik di mana gaya magnetik dapat diamati. Arah medan magnet untuk kawat lurus berarus ditentukan dengan kaidah tangan kanan: ibu jari menunjukkan arah arus listrik, dan keempat jari yang menggenggam kawat menunjukkan arah garis-garis medan magnet yang melingkari kawat.
No. 25 (Short Answer)
Faktor-faktor yang mempengaruhi besar kapasitas kapasitor keping sejajar adalah:1. Luas penampang keping (A): Kapasitas berbanding lurus dengan luas keping.2. Jarak antar keping (d): Kapasitas berbanding terbalik dengan jarak antar keping.3. Permitivitas dielektrik bahan (ε): Kapasitas berbanding lurus dengan permitivitas bahan dielektrik yang mengisi ruang antar keping.
No. 26 (Essay)
Prinsip kerja dongkrak hidrolik didasarkan pada Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan secara merata ke segala arah dengan besar yang sama. Pada dongkrak hidrolik, terdapat dua penampang dengan luas berbeda yang dihubungkan oleh fluida (biasanya minyak). Ketika gaya kecil (F1) diberikan pada penampang kecil (A1), tekanan (P = F1/A1) tercipta. Menurut Hukum Pascal, tekanan ini akan diteruskan secara merata ke penampang yang lebih besar (A2), menghasilkan gaya angkat (F2) yang jauh lebih besar. Karena P1 = P2, maka F1/A1 = F2/A2. Jika A2 jauh lebih besar dari A1, maka F2 akan jauh lebih besar dari F1. Contoh penerapannya adalah pada dongkrak mobil, rem hidrolik pada kendaraan, dan press hidrolik di industri.
No. 27 (Essay)
Termometer gas volume konstan bekerja berdasarkan prinsip bahwa tekanan gas ideal pada volume konstan berbanding lurus dengan suhu absolutnya (Hukum Gay-Lussac). Termometer ini terdiri dari labu berisi gas (misalnya hidrogen atau helium) yang terhubung ke manometer. Volume gas dijaga konstan dengan menyesuaikan ketinggian kolom raksa pada manometer. Perubahan suhu menyebabkan perubahan tekanan gas, yang kemudian diukur oleh manometer, dan tekanan ini dikalibrasi untuk menunjukkan suhu. Kelebihan termometer gas volume konstan dibandingkan termometer raksa antara lain:1. Rentang suhu yang lebih luas: Gas tetap berada dalam fase gas pada rentang suhu yang sangat lebar, memungkinkan pengukuran suhu yang sangat rendah atau sangat tinggi dibandingkan raksa.2. Lebih akurat: Gas ideal memiliki hubungan tekanan-suhu yang lebih linear dan dapat diprediksi dengan baik, sehingga memberikan akurasi yang lebih tinggi.3. Lebih sensitif pada suhu rendah: Gas menunjukkan perubahan tekanan yang signifikan bahkan pada suhu rendah, membuatnya lebih sensitif.4. Tidak toksik: Gas seperti hidrogen atau helium tidak beracun, berbeda dengan raksa yang berbahaya jika pecah.
No. 28 (Essay)
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dengan frekuensi alami yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi alami benda tersebut. Pada gelombang bunyi, resonansi terjadi ketika frekuensi sumber bunyi sama dengan frekuensi alami (frekuensi resonansi) suatu sistem, seperti kolom udara dalam tabung atau senar. Ketika ini terjadi, amplitudo getaran sistem akan meningkat secara signifikan, menghasilkan bunyi yang lebih keras. Contoh aplikasinya adalah pada alat musik seperti gitar atau seruling. Kotak resonansi pada gitar dirancang untuk beresonansi dengan frekuensi tertentu yang dihasilkan oleh senar, memperkuat suara yang dihasilkan. Contoh lain adalah tabung resonansi pada percobaan Fisika untuk menentukan cepat rambat bunyi di udara.
No. 29 (Essay)
Interferensi adalah perpaduan dua atau lebih gelombang yang koheren. Terbagi menjadi dua jenis utama:1. Interferensi Konstruktif: Terjadi ketika dua gelombang cahaya yang berpadu berada dalam fase yang sama, yaitu puncak bertemu puncak atau lembah bertemu lembah. Hasilnya adalah gelombang dengan amplitudo yang lebih besar dan intensitas cahaya yang lebih terang (garis terang). Syarat terjadinya interferensi konstruktif adalah beda lintasan optik (ΔL) antara kedua gelombang harus merupakan kelipatan bilangan bulat dari panjang gelombang (λ), yaitu ΔL = mλ, di mana m = 0, 1, 2, 3, … (untuk celah ganda) atau beda fase = 2πm.2. Interferensi Destruktif: Terjadi ketika dua gelombang cahaya yang berpadu berada dalam fase yang berlawanan, yaitu puncak bertemu lembah. Hasilnya adalah gelombang dengan amplitudo yang lebih kecil (bahkan nol jika amplitudo sama) dan intensitas cahaya yang lebih gelap (garis gelap). Syarat terjadinya interferensi destruktif adalah beda lintasan optik (ΔL) antara kedua gelombang harus merupakan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang, yaitu ΔL = (m + 1/2)λ, di mana m = 0, 1, 2, 3, … (untuk celah ganda) atau beda fase = (2m+1)π.
No. 30 (Essay)
Induksi elektromagnetik adalah fenomena timbulnya gaya gerak listrik (GGL) atau arus listrik dalam suatu konduktor akibat perubahan fluks magnetik yang melingkupinya. Fluks magnetik adalah ukuran banyaknya garis medan magnet yang menembus suatu luasan. Perubahan fluks magnetik dapat terjadi karena perubahan kuat medan magnet, perubahan luas loop yang ditembus medan magnet, atau perubahan orientasi loop terhadap medan magnet (seperti gerakan relatif antara magnet dan kumparan). Fenomena ini dijelaskan oleh Hukum Faraday. Dua faktor utama yang mempengaruhi besar GGL induksi adalah:1. Laju perubahan fluks magnetik (dΦ/dt): Semakin cepat fluks magnetik berubah yang menembus kumparan, semakin besar GGL induksi yang dihasilkan.2. Jumlah lilitan kumparan (N): Semakin banyak jumlah lilitan kumparan, semakin besar GGL induksi yang dihasilkan, karena setiap lilitan berkontribusi pada GGL total.
No. 31 (Matching)
1-C, 2-A, 3-B
No. 32 (Matching)
1-C, 2-A, 3-D, 4-B
