Persiapkan diri Anda menghadapi ujian Fisika Kelas 12 Semester 2 dengan koleksi latihan soal terlengkap ini! Kami menyajikan berbagai jenis soal yang mencakup materi penting seperti Rangkaian Arus Bolak-balik (AC), Gelombang Elektromagnetik, hingga Fisika Modern. Materi ini meliputi konsep impedansi, resonansi, spektrum gelombang, sifat-sifat cahaya, teori relativitas Einstein, efek fotolistrik, dualisme gelombang-partikel, model atom Bohr, serta inti atom dan radioaktivitas. Latihan soal ini dirancang untuk membantu Anda memahami konsep-konsep kunci, mengasah kemampuan analitis, dan meningkatkan kesiapan Anda dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan ujian. Dengan 20 soal pilihan ganda, 5 isian singkat, 5 uraian, dan 2 soal menjodohkan, Anda akan mendapatkan pengalaman belajar yang komprehensif dan efektif. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan penjelasan singkat untuk mempermudah proses belajar Anda. Mari taklukkan Fisika Kelas 12 Semester 2 bersama kami!
Contoh Soal soal fisika kelas 12 semester 2
A. Pilihan Ganda
1. Sebuah rangkaian seri RLC memiliki nilai R = 30 Ω, L = 0,4 H, dan C = 500 μF. Jika rangkaian dihubungkan dengan sumber tegangan AC V = 100 sin (100t) volt, maka impedansi rangkaian tersebut adalah…
- A. 10 Ω
- B. ≈ 36,06 Ω
- C. 50 Ω
- D. 70 Ω
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Hitung reaktansi induktif (Xʟ = ωL) dan reaktansi kapasitif (Xᴄ = 1/(ωC)). ω = 100 rad/s. Xʟ = 100 × 0,4 = 40 Ω. Xᴄ = 1/(100 × 500 × 10⁻⁶) = 1/(5 × 10⁻²) = 20 Ω. Impedansi Z = √(R² + (Xʟ – Xᴄ)²). Z = √(30² + (40 – 20)²) = √(900 + 20²) = √(900 + 400) = √1300 ≈ 36,06 Ω.
2. Rangkaian RLC seri akan mengalami resonansi jika…
- A. R = Xʟ
- B. R = Xᴄ
- C. Z = R + Xʟ + Xᴄ
- D. Xʟ = Xᴄ
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Resonansi terjadi ketika reaktansi induktif (Xʟ) sama dengan reaktansi kapasitif (Xᴄ), sehingga impedansi rangkaian mencapai nilai minimum (sama dengan R).
3. Daya disipasi rata-rata pada rangkaian AC hanya terjadi pada komponen…
- A. Resistor
- B. Induktor
- C. Kapasitor
- D. Semua komponen
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Resistor (R) adalah komponen yang mengubah energi listrik menjadi energi panas (daya disipasi). Induktor dan kapasitor tidak mendisipasi daya rata-rata karena mereka menyimpan dan melepaskan energi secara bergantian.
4. Jika tegangan maksimum suatu sumber AC adalah 200 V, maka tegangan efektifnya adalah…
- A. 200 V
- B. 100 V
- C. 100√2 V
- D. 50√2 V
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Tegangan efektif (Vef) = Vmaks / √2. Vef = 200 / √2 = 200√2 / 2 = 100√2 V.
5. Pada rangkaian AC, arus yang mengalir pada induktor akan…
- A. Sejajar fase dengan tegangan
- B. Tertinggal fase 90° dari tegangan
- C. Mendahului fase 90° dari tegangan
- D. Tertinggal fase 45° dari tegangan
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Pada induktor murni, tegangan mendahului arus sebesar 90°. Ini berarti arus tertinggal terhadap tegangan.
6. Frekuensi sudut (ω) dari sumber tegangan AC yang memiliki frekuensi 50 Hz adalah…
- A. 50π rad/s
- B. 50 rad/s
- C. 100 rad/s
- D. 100π rad/s
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Frekuensi sudut ω = 2πf. ω = 2π × 50 = 100π rad/s.
7. Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi terkecil ke frekuensi terbesar adalah…
- A. Gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, sinar gamma
- B. Sinar gamma, sinar-X, ultraviolet, cahaya tampak, inframerah, gelombang mikro, gelombang radio
- C. Inframerah, gelombang mikro, gelombang radio, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, sinar gamma
- D. Cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, sinar gamma, inframerah, gelombang mikro, gelombang radio
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Urutan dari frekuensi terkecil (panjang gelombang terbesar) adalah Gelombang radio, Gelombang mikro, Inframerah, Cahaya tampak, Ultraviolet, Sinar-X, Sinar Gamma.
8. Gelombang elektromagnetik yang digunakan dalam remote control TV adalah…
- A. Gelombang radio
- B. Gelombang mikro
- C. Sinar inframerah
- D. Sinar ultraviolet
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Remote control TV umumnya menggunakan radiasi inframerah untuk mengirimkan sinyal.
9. Salah satu aplikasi sinar-X adalah…
- A. Memeriksa patah tulang
- B. Pemanas makanan di microwave
- C. Komunikasi radio
- D. Sterilisasi alat medis
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Sinar-X banyak digunakan dalam bidang medis untuk pencitraan tulang dan organ dalam, serta di bandara untuk pemeriksaan bagasi.
10. Kecepatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa adalah…
- A. Bergantung pada frekuensinya
- B. 3 × 10⁸ m/s
- C. Lebih kecil dari kecepatan cahaya
- D. Lebih besar dari kecepatan cahaya
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Kecepatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa adalah konstanta c, yang nilainya sekitar 3 × 10⁸ m/s.
11. Energi sebuah foton dengan frekuensi f dapat dinyatakan dengan rumus…
- A. E = mc²
- B. E = ½ mv²
- C. E = hf
- D. E = p²/2m
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Energi foton (E) = hf, di mana h adalah konstanta Planck dan f adalah frekuensi.
12. Gelombang elektromagnetik yang digunakan pada oven microwave adalah…
- A. Gelombang mikro
- B. Inframerah
- C. Ultraviolet
- D. Sinar gamma
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Oven microwave menggunakan gelombang mikro untuk memanaskan makanan.
13. Menurut teori relativitas khusus Einstein, tidak ada benda yang dapat bergerak melebihi kecepatan…
- A. Suara
- B. Cahaya di medium air
- C. Cahaya di medium udara
- D. Cahaya di ruang hampa
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Salah satu postulat Einstein adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah konstan untuk semua pengamat dan merupakan batas kecepatan tertinggi di alam semesta.
14. Fenomena kontraksi panjang menyatakan bahwa benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya akan terlihat lebih…
- A. Pendek
- B. Panjang
- C. Besar
- D. Kecil
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Menurut relativitas khusus, panjang suatu benda yang bergerak relatif terhadap pengamat akan terlihat menyusut atau lebih pendek dalam arah gerakannya.
15. Jika sebuah partikel bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, maka waktu yang dialami partikel tersebut akan…
- A. Melambat
- B. Mempercepat
- C. Tetap sama
- D. Berubah secara acak
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Fenomena dilatasi waktu menyatakan bahwa waktu akan berjalan lebih lambat bagi pengamat yang bergerak mendekati kecepatan cahaya dibandingkan dengan pengamat diam.
16. Massa relativistik sebuah objek yang bergerak dengan kecepatan v adalah…
- A. m₀√(1 – v²/c²)
- B. m₀ / √(1 – v²/c²)
- C. m₀c²
- D. m₀v²
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Massa relativistik (m) = m₀ / √(1 – v²/c²), di mana m₀ adalah massa diam.
17. Efek fotolistrik dapat terjadi jika frekuensi cahaya yang datang…
- A. Lebih besar dari frekuensi ambang
- B. Lebih kecil dari frekuensi ambang
- C. Sama dengan panjang gelombang ambang
- D. Tidak bergantung pada frekuensi
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Efek fotolistrik terjadi hanya jika frekuensi cahaya yang datang lebih besar dari atau sama dengan frekuensi ambang logam, atau energi foton lebih besar dari fungsi kerja.
18. Panjang gelombang de Broglie (λ) suatu partikel dengan momentum p adalah…
- A. λ = p/h
- B. λ = hp
- C. λ = h/p
- D. λ = h/mv²
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Panjang gelombang de Broglie (λ) = h/p, di mana h adalah konstanta Planck dan p adalah momentum partikel.
19. Pernyataan yang benar mengenai model atom Bohr adalah…
- A. Elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan sembarang
- B. Elektron dapat berpindah orbit dengan menyerap atau memancarkan energi
- C. Energi elektron bersifat kontinu
- D. Elektron dapat berada di antara orbit-orbit stasioner
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Salah satu postulat Bohr adalah elektron hanya dapat berada pada orbit-orbit stasioner tertentu tanpa memancarkan energi. Elektron memancarkan atau menyerap energi hanya saat berpindah orbit.
20. Jika suatu unsur radioaktif memiliki waktu paruh 10 jam, maka setelah 30 jam, sisa unsur tersebut adalah…
- A. 1/4 dari massa awal
- B. 1/8 dari massa awal
- C. 1/16 dari massa awal
- D. 1/32 dari massa awal
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Jumlah waktu paruh (n) = Total waktu / Waktu paruh = 30 jam / 10 jam = 3. Sisa unsur = (1/2)ⁿ × Massa awal. Jadi sisa unsur adalah (1/2)³ = 1/8 dari massa awal.
B. Isian Singkat
1. Besaran yang menyatakan hambatan total pada rangkaian AC adalah…
Jawaban: Impedansi
2. Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium untuk perambatannya karena…
Jawaban: Terdiri dari osilasi medan listrik dan magnet yang saling tegak lurus
3. Energi minimum yang diperlukan elektron untuk lepas dari permukaan logam pada efek fotolistrik disebut…
Jawaban: Fungsi kerja
4. Inti atom tersusun atas partikel-partikel…
Jawaban: Proton dan neutron
5. Salah satu postulat Einstein dalam teori relativitas khusus adalah kecepatan cahaya di ruang hampa adalah…
Jawaban: Konstan
C. Menjodohkan
1. Jodohkan istilah-istilah berikut dengan definisi atau konsep yang tepat.
| Premis | Respon |
|---|---|
| Efek Fotolistrik | Pelepasan elektron dari permukaan logam akibat radiasi elektromagnetik |
| Dilatasi Waktu | Fenomena melambatnya waktu bagi pengamat yang bergerak mendekati kecepatan cahaya |
| Spektrum Elektromagnetik | Rentang lengkap gelombang elektromagnetik dari frekuensi rendah hingga tinggi |
| Frekuensi Resonansi | Frekuensi di mana rangkaian RLC memiliki impedansi minimum |
2. Jodohkan konsep atau komponen berikut dengan karakteristik atau rumus yang sesuai.
| Premis | Respon |
|---|---|
| Reaktansi Induktif | Xʟ = ωL |
| Panjang Gelombang de Broglie | λ = h/p |
| Energi Diam | E₀ = m₀c² |
| Kapasitor pada AC | Arus mendahului tegangan |
D. Uraian
1. Sebuah rangkaian seri RLC memiliki R = 80 Ω, L = 0,5 H, dan C = 50 μF. Rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan AC V = 200 sin (100t) volt. Hitunglah: a) Reaktansi induktif dan kapasitif, b) Impedansi rangkaian, c) Arus maksimum yang mengalir dalam rangkaian, dan d) Daya disipasi rata-rata pada rangkaian.
a) Reaktansi induktif (Xʟ) = 50 Ω, Reaktansi kapasitif (Xᴄ) = 200 Ω. b) Impedansi (Z) = 170 Ω. c) Arus maksimum (Imaks) = 1,176 A. d) Daya disipasi rata-rata (P) = 110,59 W.
2. Jelaskan dua postulat Einstein dalam teori relativitas khusus dan berikan contoh implikasinya pada fenomena dilatasi waktu atau kontraksi panjang.
Dua postulat Einstein adalah: 1) Hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama dalam semua kerangka acuan inersia. 2) Kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah sama untuk semua pengamat, terlepas dari gerak relatif sumber cahaya atau pengamat. Implikasi: Dilatasi waktu, yaitu waktu akan melambat bagi objek yang bergerak mendekati kecepatan cahaya relatif terhadap pengamat diam. Contoh: Seorang astronot yang bergerak dengan kecepatan mendekati c akan menua lebih lambat dibandingkan saudaranya yang tetap di Bumi.
3. Sebuah permukaan logam memiliki fungsi kerja 2,5 eV. Jika permukaan tersebut disinari cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 400 nm, tentukan: a) Energi foton cahaya yang datang, b) Energi kinetik maksimum elektron yang terlepas. (Konstanta Planck h = 6,626 × 10⁻³⁴ J.s, 1 eV = 1,6 × 10⁻¹⁹ J, c = 3 × 10⁸ m/s).
a) Energi foton ≈ 3,10 eV. b) Energi kinetik maksimum ≈ 0,6 eV.
4. Jelaskan konsep dualisme gelombang-partikel dan berikan contoh fenomena yang mendukung konsep ini.
Dualisme gelombang-partikel adalah konsep bahwa partikel (seperti elektron) dapat menunjukkan sifat gelombang, dan gelombang (seperti cahaya) dapat menunjukkan sifat partikel. Fenomena yang mendukung: Efek fotolistrik (cahaya bersifat partikel/foton), difraksi elektron (elektron bersifat gelombang), dan panjang gelombang de Broglie.
5. Suatu sampel radioaktif memiliki waktu paruh 20 menit. Jika massa awal sampel adalah 160 gram, berapa massa sisa sampel setelah 1 jam?
Massa sisa sampel adalah 20 gram.