soal fisika SNMPTN

Persiapan SNMPTN Fisika: Kumpulan Contoh Soal Pilihan Ganda, Isian, Uraian, dan Menjodohkan

Selamat datang, calon mahasiswa! Persiapan menghadapi Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) membutuhkan strategi belajar yang tepat, terutama untuk mata pelajaran Fisika. Fisika seringkali menjadi momok bagi sebagian siswa karena memerlukan pemahaman konsep yang mendalam dan kemampuan analisis yang kuat. Untuk membantu Anda mengasah kemampuan, kami telah merangkum berbagai contoh soal Fisika SNMPTN yang mencakup materi-materi esensial.

Kumpulan soal ini dirancang untuk menguji pemahaman Anda mulai dari konsep dasar hingga aplikasi yang lebih kompleks. Anda akan menemukan soal pilihan ganda untuk melatih kecepatan dan ketepatan, soal isian singkat untuk menguji penguasaan rumus, soal uraian untuk melatih kemampuan analisis dan penyelesaian masalah secara terstruktur, serta soal menjodohkan untuk menguji pemahaman istilah dan konsep. Mari kita mulai berlatih dan taklukkan Fisika SNMPTN!

A. Soal Pilihan Ganda

1. Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad/s. Jika jari-jari lintasannya 2 m, berapa kecepatan linear benda tersebut?
   1. 5 m/s
   2. 10 m/s
   3. 15 m/s
   4. 20 m/s
   5. 25 m/s
2. Dua buah benda bermassa m₁ = 2 kg dan m₂ = 3 kg dihubungkan tali tak bermassa melalui katrol licin. Jika m₂ bergerak turun, berapa percepatan sistem? (g = 10 m/s²)
   1. 1 m/s²
   2. 2 m/s²
   3. 3 m/s²
   4. 4 m/s²
   5. 5 m/s²
3. Sebuah balok 4 kg didorong dengan gaya 20 N sehingga berpindah sejauh 5 m. Jika gaya gesek 5 N, berapa usaha total yang dilakukan pada balok?
   1. 100 J
   2. 75 J
   3. 50 J
   4. 25 J
   5. 0 J
4. Sebuah bola bermassa 0,2 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s menumbuk dinding dan memantul dengan kecepatan 8 m/s berlawanan arah. Berapa impuls yang dialami bola?
   1. 0,4 Ns
   2. 1,6 Ns
   3. 3,6 Ns
   4. 4,0 Ns
   5. 4,8 Ns
5. Momen inersia sebuah silinder pejal bermassa M dan jari-jari R yang berotasi terhadap sumbunya adalah…
   1. MR²
   2. 1/2 MR²
   3. 2/5 MR²
   4. 1/12 ML²
   5. 1/3 ML²
6. Dua benda bermassa m₁ dan m₂ terpisah sejauh r. Gaya gravitasi antara keduanya adalah F. Jika jarak diubah menjadi 2r, maka gaya gravitasi menjadi…
   1. 4F
   2. 2F
   3. F
   4. 1/2 F
   5. 1/4 F
7. Sebuah benda memiliki berat 10 N di udara dan 7 N saat dicelupkan seluruhnya ke air. Berapa gaya apung yang dialami benda?
   1. 3 N
   2. 7 N
   3. 10 N
   4. 17 N
   5. 0 N
8. Suatu gas ideal mengalami proses isobarik sehingga volumenya berubah dari 2 L menjadi 4 L pada tekanan 2 x 10⁵ Pa. Berapa usaha yang dilakukan gas?
   1. 200 J
   2. 400 J
   3. 600 J
   4. 800 J
   5. 1000 J
9. Gelombang stasioner terbentuk pada tali. Jika jarak antara dua simpul berurutan adalah 20 cm, maka panjang gelombang (λ) adalah…
   1. 10 cm
   2. 20 cm
   3. 30 cm
   4. 40 cm
   5. 50 cm
10. Sebuah benda diletakkan 30 cm di depan cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan 20 cm. Di mana letak bayangan yang terbentuk?
    1. 6 cm di belakang cermin
    2. 15 cm di depan cermin
    3. 30 cm di depan cermin
    4. 6 cm di depan cermin
    5. 10 cm di belakang cermin
11. Dua muatan listrik q₁ = +2 μC dan q₂ = -4 μC terpisah sejauh 3 cm. Berapa gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan? (k = 9 x 10⁹ Nm²/C²)
    1. 40 N
    2. 80 N
    3. 120 N
    4. 160 N
    5. 240 N
12. Tiga resistor 2 Ω, 3 Ω, dan 5 Ω dihubungkan seri. Jika tegangan total 20 V, berapa arus yang mengalir?
    1. 1 A
    2. 2 A
    3. 3 A
    4. 4 A
    5. 5 A
13. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 A. Berapa medan magnet pada jarak 10 cm dari kawat? (μ₀ = 4π x 10⁻⁷ T.m/A)
    1. 1 x 10⁻⁵ T
    2. 2 x 10⁻⁵ T
    3. 4 x 10⁻⁵ T
    4. 8 x 10⁻⁵ T
    5. 10 x 10⁻⁵ T
14. Sebuah kumparan memiliki 100 lilitan dan luas penampang 0,02 m². Jika medan magnet yang menembus kumparan berubah dari 0,1 T menjadi 0,5 T dalam waktu 0,1 s, berapa GGL induksi rata-rata yang timbul?
    1. 4 V
    2. 8 V
    3. 10 V
    4. 12 V
    5. 16 V
15. Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah…
    1. Energi kinetik elektron foto tergantung pada intensitas cahaya.
    2. Jumlah elektron foto yang dilepaskan tergantung pada frekuensi cahaya.
    3. Efek fotolistrik terjadi untuk semua frekuensi cahaya.
    4. Terdapat frekuensi ambang di bawahnya efek fotolistrik tidak terjadi.
    5. Efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan teori gelombang cahaya.
16. Model atom Rutherford memiliki kelemahan utama yaitu…
    1. Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom.
    2. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.
    3. Tidak dapat menjelaskan keberadaan neutron.
    4. Tidak dapat menjelaskan muatan inti atom.
    5. Tidak dapat menjelaskan ukuran atom.
17. Jika sebuah benda bergerak mendekati kecepatan cahaya, maka menurut pengamat yang diam, massa benda akan…
    1. Berkurang
    2. Bertambah
    3. Tetap
    4. Menjadi nol
    5. Tidak dapat ditentukan
18. Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari panjang gelombang terpanjang ke terpendek adalah…
    1. Sinar X, Sinar Ultraviolet, Cahaya Tampak, Gelombang Mikro
    2. Gelombang Radio, Gelombang Mikro, Sinar Inframerah, Cahaya Tampak
    3. Sinar Gamma, Sinar X, Sinar Ultraviolet, Gelombang Radio
    4. Cahaya Tampak, Sinar Inframerah, Gelombang Radio, Gelombang Mikro
    5. Sinar Inframerah, Cahaya Tampak, Sinar Ultraviolet, Sinar X
19. Isotop adalah unsur-unsur yang memiliki…
    1. Nomor massa sama, nomor atom berbeda.
    2. Nomor atom sama, nomor massa berbeda.
    3. Jumlah proton dan neutron sama.
    4. Jumlah elektron berbeda.
    5. Sifat kimia berbeda.
20. Pada rangkaian RLC seri, jika reaktansi induktif (X_L) lebih besar dari reaktansi kapasitif (X_C), maka rangkaian bersifat…
    1. Resistif
    2. Induktif
    3. Kapasitif
    4. Resonansi
    5. Tidak dapat ditentukan

B. Soal Isian Singkat

1. Sebuah benda dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Berapa tinggi maksimum yang dicapai benda? (g = 10 m/s²)
2. Sebuah bejana berisi air (ρ = 1000 kg/m³) setinggi 50 cm. Berapa tekanan hidrostatis di dasar bejana? (g = 10 m/s²)
3. Sebuah pemanas air memiliki daya 400 W. Berapa energi yang digunakan pemanas tersebut dalam 5 menit? (dalam Joule)
4. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s dan frekuensi sumber bunyi 680 Hz, berapa panjang gelombangnya?
5. Sebuah inti atom memiliki 6 proton dan 8 neutron. Berapa nomor massa (A) inti atom tersebut?

C. Soal Uraian

1. Jelaskan perbedaan antara gelombang transversal dan gelombang longitudinal, serta berikan masing-masing dua contohnya!
2. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m. Hitunglah energi kinetik benda sesaat sebelum menyentuh tanah! (Gunakan hukum kekekalan energi mekanik, g = 10 m/s²)
3. Jelaskan mengapa langit tampak biru dan matahari terbit/terbenam tampak merah!
4. Jelaskan konsep Efek Doppler dan berikan satu contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari!
5. Sebutkan dan jelaskan tiga cara perpindahan kalor!

D. Soal Menjodohkan

Jodohkanlah konsep atau besaran fisika di kolom kiri dengan pasangan yang tepat di kolom kanan!

Set 1

Kolom Kiri

1. Hukum Archimedes
2. Hukum Ohm
3. Hukum Snellius
4. Hukum Newton I

Kolom Kanan

1. Inersia
2. Pembiasan cahaya
3. Gaya apung
4. Hubungan V, I, R

Set 2

Kolom Kiri

1. Efek Doppler
2. Efek Fotolistrik
3. Induksi Elektromagnetik
4. Radiasi Benda Hitam

Kolom Kanan

1. Perubahan frekuensi karena gerak relatif
2. Pelepasan elektron akibat cahaya
3. GGL karena perubahan fluks magnet
4. Spektrum kontinu dari objek panas

Kunci Jawaban dan Pembahasan

A. Pilihan Ganda

1. D. 20 m/s
   Pembahasan: Kecepatan linear (v) = kecepatan sudut (ω) × jari-jari (r). Jadi, v = 10 rad/s × 2 m = 20 m/s.
2. B. 2 m/s²
   Pembahasan: Percepatan sistem a = (m₂ – m₁)g / (m₁ + m₂) = (3-2)10 / (2+3) = 10/5 = 2 m/s².
3. B. 75 J
   Pembahasan: Usaha total W_total = (F_dorong – F_gesek) × s = (20 N – 5 N) × 5 m = 15 N × 5 m = 75 J.
4. C. 3,6 Ns
   Pembahasan: Impuls I = Δp = m(v’ – v) = 0,2 kg × (-8 m/s – 10 m/s) = 0,2 kg × (-18 m/s) = -3,6 Ns. Besar impuls adalah 3,6 Ns.
5. B. 1/2 MR²
   Pembahasan: Momen inersia silinder pejal adalah 1/2 MR².
6. E. 1/4 F
   Pembahasan: Gaya gravitasi F ∝ 1/r². Jika jarak menjadi 2r, maka gaya gravitasi menjadi F’ = F / (2)² = 1/4 F.
7. A. 3 N
   Pembahasan: Gaya apung Fa = Berat di udara – Berat di air = 10 N – 7 N = 3 N.
8. B. 400 J
   Pembahasan: Usaha W = PΔV = 2 x 10⁵ Pa × (4 L – 2 L) = 2 x 10⁵ Pa × 2 x 10⁻³ m³ = 400 J.
9. D. 40 cm
   Pembahasan: Jarak antara dua simpul berurutan adalah setengah panjang gelombang (λ/2). Jadi, λ = 2 × 20 cm = 40 cm.
10. B. 15 cm di depan cermin
    Pembahasan: Jari-jari kelengkungan R = 20 cm, maka fokus f = R/2 = 10 cm. Posisi benda s = 30 cm. Menggunakan rumus cermin 1/f = 1/s + 1/s’, maka 1/10 = 1/30 + 1/s’. Didapat 1/s’ = 1/10 – 1/30 = (3-1)/30 = 2/30 = 1/15. Jadi, s’ = 15 cm (di depan cermin, nyata).
11. B. 80 N
    Pembahasan: Gaya Coulomb F = k|q₁q₂|/r² = 9 x 10⁹ × (2 x 10⁻⁶ × 4 x 10⁻⁶) / (3 x 10⁻²)² = 9 x 10⁹ × 8 x 10⁻¹² / (9 x 10⁻⁴) = 80 N.
12. B. 2 A
    Pembahasan: Hambatan total R_total = R₁ + R₂ + R₃ = 2 Ω + 3 Ω + 5 Ω = 10 Ω. Arus I = V / R_total = 20 V / 10 Ω = 2 A.
13. A. 1 x 10⁻⁵ T
    Pembahasan: Medan magnet kawat lurus B = μ₀I / (2πr) = (4π x 10⁻⁷ T.m/A × 5 A) / (2π × 0,1 m) = 1 x 10⁻⁵ T.
14. B. 8 V
    Pembahasan: GGL induksi ε = -N × ΔΦ/Δt = -N × A × ΔB/Δt = -100 × 0,02 m² × (0,5 T – 0,1 T) / 0,1 s = -100 × 0,02 × 0,4 / 0,1 = -8 V. Besar GGL induksi adalah 8 V.
15. D. Terdapat frekuensi ambang di bawahnya efek fotolistrik tidak terjadi.
    Pembahasan: Efek fotolistrik hanya akan terjadi jika frekuensi cahaya yang datang lebih besar dari frekuensi ambang logam.
16. A. Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom.
    Pembahasan: Kelemahan model Rutherford adalah elektron yang mengelilingi inti seharusnya kehilangan energi dan jatuh ke inti, sehingga atom tidak stabil.
17. B. Bertambah
    Pembahasan: Menurut teori relativitas Einstein, massa benda akan bertambah saat bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya (dilatasi massa).
18. B. Gelombang Radio, Gelombang Mikro, Sinar Inframerah, Cahaya Tampak
    Pembahasan: Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari panjang gelombang terpanjang adalah Gelombang Radio, Gelombang Mikro, Sinar Inframerah, Cahaya Tampak, Sinar Ultraviolet, Sinar X, Sinar Gamma.
19. B. Nomor atom sama, nomor massa berbeda.
    Pembahasan: Isotop adalah atom-atom dari unsur yang sama (nomor atom sama) tetapi memiliki jumlah neutron yang berbeda (nomor massa berbeda).
20. B. Induktif
    Pembahasan: Jika reaktansi induktif (X_L) lebih besar dari reaktansi kapasitif (X_C) pada rangkaian RLC seri, maka rangkaian didominasi oleh sifat induktif.

B. Isian Singkat

1. 20 m
   Pembahasan: Gunakan v² = v₀² – 2gh. Pada tinggi maksimum, v = 0. Jadi, 0 = 20² – 2(10)h => 400 = 20h => h = 20 m.
2. 5000 Pa
   Pembahasan: Tekanan hidrostatis P_h = ρgh = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 0,5 m = 5000 Pa.
3. 120.000 J
   Pembahasan: Energi E = Daya P × waktu t = 400 W × (5 × 60 s) = 400 W × 300 s = 120.000 J.
4. 0,5 m
   Pembahasan: Panjang gelombang λ = Cepat rambat v / Frekuensi f = 340 m/s / 680 Hz = 0,5 m.
5. 14
   Pembahasan: Nomor massa (A) = Jumlah proton (Z) + Jumlah neutron (N) = 6 + 8 = 14.

C. Uraian

1. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatnya. Contoh: gelombang cahaya, gelombang pada tali. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya sejajar dengan arah rambatnya. Contoh: gelombang bunyi, gelombang pada pegas.
2. 200 J
   Pembahasan: Menggunakan hukum kekekalan energi mekanik, energi potensial awal diubah menjadi energi kinetik sesaat sebelum menyentuh tanah. EM_awal = EM_akhir => EP_awal + EK_awal = EP_akhir + EK_akhir. Karena jatuh bebas, EK_awal = 0. Sesaat sebelum menyentuh tanah, EP_akhir = 0. Jadi, EK_akhir = EP_awal = mgh = 2 kg × 10 m/s² × 10 m = 200 J.
3. Langit tampak biru karena fenomena hamburan Rayleigh. Cahaya biru memiliki panjang gelombang yang lebih pendek sehingga lebih banyak dihamburkan oleh partikel-partikel kecil di atmosfer dibandingkan warna lain. Sementara itu, matahari terbit/terbenam tampak merah karena pada saat itu cahaya matahari menempuh jalur yang lebih panjang melalui atmosfer. Sebagian besar cahaya biru dan hijau sudah terhambur jauh sebelum mencapai mata kita, menyisakan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang seperti merah dan oranye.
4. Efek Doppler adalah perubahan frekuensi atau panjang gelombang suatu gelombang yang diterima oleh pengamat akibat adanya gerak relatif antara sumber gelombang dan pengamat. Contoh penerapannya adalah perubahan nada suara sirine ambulan yang terdengar lebih tinggi saat mendekat dan lebih rendah saat menjauh dari pengamat.
5. Tiga cara perpindahan kalor adalah:
   • Konduksi: Perpindahan kalor melalui medium padat tanpa disertai perpindahan partikel medium. Contoh: Panas merambat pada sendok logam yang salah satu ujungnya dipanaskan.
   • Konveksi: Perpindahan kalor melalui aliran zat perantara yang disertai perpindahan partikel zat tersebut. Contoh: Air mendidih dalam panci, aliran udara dari pendingin ruangan.
   • Radiasi: Perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan medium perantara. Contoh: Panas matahari sampai ke bumi, panas yang terasa dari api unggun.

D. Menjodohkan

Set 1

1. 1-C (Hukum Archimedes – Gaya apung)
2. 2-D (Hukum Ohm – Hubungan V, I, R)
3. 3-B (Hukum Snellius – Pembiasan cahaya)
4. 4-A (Hukum Newton I – Inersia)

Set 2

1. 1-A (Efek Doppler – Perubahan frekuensi karena gerak relatif)
2. 2-B (Efek Fotolistrik – Pelepasan elektron akibat cahaya)
3. 3-C (Induksi Elektromagnetik – GGL karena perubahan fluks magnet)
4. 4-D (Radiasi Benda Hitam – Spektrum kontinu dari objek panas)