20 Soal SBMPTN Fisika 2021 dan Kunci Jawaban

1. Muatan titik A berada di x = 0 cm dan muatan titik B berada di x = 60 cm. Sebuah muatan titik C diletakkan di titik x = 12 cm. Jika muatan titik A + 1 µC dan gaya listrik yang dialami muatan C sama dengan nol, muatan titik B sama dengan … µC.

A. 4

B. 8

C. 16

D. -8

E. -16

2. Proyeksi gerak sebuah partikel bermuatan negatif –q dan bermassa m pada bidang xy tampak pada gambar di atas. Di ruang itu terdapat medan magnetik tetap B searah sumbu z negatif, medan listrik tetap E searah sumbu z negatif, dan komponen kecepatan v_z lebih besar dari nol. Komponen kecepatan pada bidang xy dan sifat v_z adalah ….

A. 

$\frac{}{qBR}$/m lawanan arah gerak jarum jam dan v_z tidak konstan

B. 

$\frac{}{qBR}$ / m searah arah gerak jarum jam dan v_z   tidak konstan

C. 

$\frac{}{qBR}$/m berlawanan arah gerak jarum jam dan v_z   konstan

D. 

$\frac{}{qBR}$/m searah arah gerak jarum jam dan v_z    konstan

E.

$\stackrel{qBR}{}$

/m searah arah gerak jarum jam dan v_z   tidak  konstan

3. Sebuah bandul matematis sederhana dipasang pada langit-langit kabin sebuah wahana ruang angkasa dengan panjang tali bandul 0,5 m. Pada suatu saat, wahana itu meninggalkan permukaan sebuah planet dengan kecepatan tetap 2 m/s. Jika frekuensi ayunan bandul saat itu 

$\frac{3}{\pi }$ Hz, percepatan gravitasi di planet itu adalah .... m/s²

^{A. 10}

^{B. 15,2}

^{C. 16,2}

^D. 18,0

^{E. 19,7}

^4. Suatu sistem mekanik tersusun dari dua katrol yang ditempel sesumbu (lihat gambar). Diketahui momen inersia katrol 0,005 kgm², R₁ = 10 cm, dan R₂ = 5 cm. Jika percepatan linier beban pada m₁ = 5 m/s². Berapa momen gaya total yang bekerja pada katrol?

A. 0,1

B. 0,2

C. 0,3

D. 0,4

E. 0,5

5. Sebuah bola pejal tenggelam ke dasar laut sehingga jari-jarinya berubah menjadi r akibat perubahan tekanan ∆P. Jika modulus bulk bola sebesar B, volume bola mula-mula adalah ….

A. 

B. 

C. 

D. 

E. 

6. Dinding sebuah rumah terdiri dari dua lapisan. Lapisan A dengan ketebalan 

$l_A$ Adan konduktivitas termal $K_A$ berada pada sisi luar rumah. Lapisan B dengan ketebalan $l_B$ dan konduktivitas termal $K_B$ =0,5 KA berada di sisi dalam rumah. Jika temperatur udara dalam $T_d$, temperatur udara luar $T_l$ = 1,25 $T_d$ dan temperatur bidang batas kedua lapisan 1,20 $T_d$, maka $l_B-l_A$  sama dengan ….

A. 0,50lB​

B. 0,75l

B
​

C.1,00l

B​

D.1,25l

B​

E. 1,50l

B​

7. Sebuah partikel bermassa m_o. Usaha yang diperlukan agar partikel tersebut memiliki energi total 1,50 m_oc² dari keadaan diam adalah … m_oc². (c = cepat rambat cahaya dalam vakum)

A. 1,50

B. 1,25

C. 1,00

D. 0,75

E. 0,50

8. Muatan titik A berada di x = 0 cm dan muatan titik B berada di titik x = 60 cm. Besar medan listrik di titik x = 12 cm sama dengan nol. Jika muatan titik B sebesar –16µC, muatan titik A sama dengan … µC.

A. -12

B. 8

C. -8

D. 1

E. −1

9. Gerak lurus sebuah benda diperlihatkan oleh grafik posisi terhadap waktu seperti gambar di bawah. Kecepatan rata-rata benda tersebut antara t = 0 s dan t = 3 s adalah … m/s.

A. 2,0

B. 2,7

C. 3,0

D. 3,3

E.4,0

10. Dua balok bermassa m1 = 1,0 kg dan m² = 2,0 kg saling terhubung dengan seutas tali yang bergerak tanpa slip melalui sebuah katrol dengan momen inersia 0,01 kgm². Jika balok bergerak dengan percepatan linear 2,5 m/s² dan percepatan gravitasi 10 m/s2, jari-jari katrol adalah … cm.

A. 5,0

B. 6,0

C. 8,0

D. 9,0

E. 10,0

11. Gas ideal monoatomik sebanyak n mol menjalani proses termodinamika dalam tangki kokoh. Pada proses tersebut, gas menyerap kalor sebesar Q J dan perubahan tekanan sebesar 

$a$ Pa. Volume wadah sama dengan … m³.

A. 2Q/a

B. Q/a

C. 

2Q​/a

a

D. Q/2a

E. 2Q/5a

12. Gas ideal diatomik dengan derajat kebebasan 5 sebanyak 

$n$ mol mengalami proses termodinamika pada tekanan tetap $b$ Pa dari keadaan 1 ke keadaan 2, dengan volume V1 = $a$ m3 dan V2 = 4V1. Dalam proses tersebut, gas menyerap kalor sebesar … J.

A. 10,5ab

B.

$$
11,0𝑎𝑏

C.11,5ab

D.12,0ab

E.12,5ab

13. Sebuah wadah berbentuk seperti gambar. Wadah berisi suatu cairan. Ketika ujung atas pipa B ditiup mendatar dengan kelajuan 20 m/s, tinggi kolom cairan pada pipa A sama dengan h_A dan tinggi kolom cairan pada pipa B sama dengan h_B dengan h_A - h_B = h cm. Keduanya diukur dari garis l. Jika rapat massa udara 1,23 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², rapat massa cairan adalah … kg/m³.

A. 3075/h

B. 2460/h

C. 1230/(-h)

D. 2460/(-h)

E. 3690/(-h)

14. Sebuah pipa U diisi dua cairan A dan B. Rapat massa cairan B dua kali rapat massa cairan A dan rapat massa cairan A 1000 kali rapat massa udara. Ketika ujung atas pipa B ditiup mendatar dengan kelajuan udara 

$v$, tinggi kolom cairan pada pipa A sama dengan h_A dan tinggi kolom cairan pada pipa B sama dengan h_B , dengan h_A - 2h_B = $h$ cm. Keduanya diukur dari garis $x$. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², besaran $v$ adalah … m/s

A. 100

2h​

B. 100

h

C. 100

(−h)​

D. 12

(−h)​

E. 10

2(−h)​

15. Dua sumber bunyi A dan B serta pengamat O terletak di sumbu x, seperti pada gambar. Kedua sumber menghasilkan bunyi dengan frekuensi sama sebesar 

$f$.  Cepat rambat bunyi di udara adalah $v_u$ . Pengamat O diam, sumber bunyi A bergerak ke kiri dengan laju $v_A$= 0,25$v_u$ dan sumber bunyi B bergerak ke kanan dengan laju $v_B$=$nv_u$ jika selisih frekuensi bunyi dari kedua sumber menurut O adalah $\frac{2}{15}$$𝑓$. nilai n sama dengan ….

A. 0,1

B. 0,2

C. 0,3

D. 0,4

E. 0,5

16. Sebuah balok bermassa 2,0 kg bergerak pada sebuah bidang datar licin dngan kecepatan 1,0 m/s. Selanjutnya, balok menuruni sebuah bidang miring dengan kemiringan 30^o terhadap bidang datar dan mengalami gaya gesek sebesar 7,0 N. Setelah sampai di dasar bidang miring, balok meluncur pada bidang datar licin pada kecepatan 2,0 m/s. Jika percepatan gravitasi pada tempat tersebut 10 m/s², kedua bidang datar berbeda ketinggian …. m.

A. 0,1 

B. 0,2

C. 0,3

D.0,4

E. 0,5

17. Sebuah bandul matematis sederhana dipasang pada langit-langit kabin sebuah wahana ruang angkasa. Panjang tali bandul itu 1,0 m. Pada suatu saat, wahana sedang berada sangat jauh dari benda angkasa lainnya dan dipercepat searah dengan vektor normal pada lantai kabin. Saat itu, bandul diayun dan memiliki frekuensi 

$f$ = 0,48 Hz. Kemudian tali bandul itu diganti dengan tali yang lain dengan panjang 2,25 m. Frekuensi bandul itu setelah tali diganti adalah … Hz.

A. 0,32

B. 0,42

C. 0,54

D. 0,68

E. 0,74

18. Pada percobaan efek fotolistrik, diperoleh potensial penghenti V_S untuk penyinaran dengan panjang gelombang 500 nm dan potensial penghenti 2,0 V untuk penyinaran dengan panjang gelombang 400 nm. Jika panjang gelombang ambang untuk logam target sama dengan 600 nm, nilai V_S sama dengan … V.

A. 1,0

B. 0,9

C. 0,8

D. 0,7

E. 0,6

19. Sebuah partikel bermassa m₀ bergerak dengan kelajuan 0,6c. Momentum linier partikel sama dengan … m₀c. (c cepat rambat cahaya dalam vakum)

A. 0,25

B. 0,50

C. 1,00

D. 0,75

E. 1,25

20. Dua batang logam 1 dan 2 dengan panjang sama, yaitu 

$l$. Batang 1 memiliki luas penampang A₁ dan konduktivitas termal K₁. Batang 2 memiliki luas penampang A₂ = 2A₁ dan konduktivitas termal K₂ = 2K₁. Kedua batang disusun sejajar dengan ujungnya ditempelkan pada objek bertemperatur yang sama. Rasio laju kalor pada logam 1 terhadap logam 2 adalah ….

A. 1 : 4 

B. 1:2

C. 1:1

D. 2:1

E. 4:1