Ujian Semester Genap UJIAN AKHIR SEMESTER SMA UNGGULAN CT FOUNDATION TahunPelajaran: 20! " 20#
Mata Pelajaran Kelas/Jam
: Fisika : XII /1
Hari/Tanggal : Kamis/ 26 Februari 20 2015 urasi : 120 Menit
P$l$hlah ja%a&an 'an( )al$n( *e)a* + ,!0-2.#/ 1! Perb Perbe" e"aan aan m#"el m#"el at#m at#m $ut%e $ut%er&# r&#r" r" "an m#"el at#m '#%r terletak (a"a !!!! )! elek elektr tr#n #n ber( ber(ut utar ar meng mengel elili iling ngii inti inti "eng "engan an mem membeba bebask skan an seju sejuml mla% a% energi '! elek elektr tr#n #n meru eru(ak (akan bag bagian ian at#m at#m *ang bermuatan negati& +! at#m at#m berbent berbentuk uk b#la b#la k#s#ng k#s#ng "eng "engan an inti a"a "i tenga% ! se,a se,ara ra kese keselu luru ru%a %an n at#m at#m bersi ersi&a &att netral -! massa massa at#m at#m be(u be(usat sat (a"a (a"a init initii at#m at#m
2! Pern Pern* *ataa ataan n beri beriku kutt ini ini ber% ber%u ubung bungan an "engan m#"el at#m T%#ms#n. kecuali !!!! kecuali !!!! )! at#m at#m bukan ukan (arti artike kell terk terke, e,il il "ari ari suatu unsur '! elek elektr tr#n #n mem( em(un* un*ai mass massaa *ang ang sama "engan massa muatan (#siti& +! muatan muatan (#si (#sit& t& terseb tersebar ar merata merata "alam "alam isi at#m ! elek elektr tr#n #n (a"a (a"a at#m at#m terseb tersebar ar merat merataa "i antara muatan (#siti& -! elek elektr tr#n #n a"al a"ala% a% bagia agian n "ari "ari suat suatu u at#m *ang bermuatan negati&
! 10.2 10.2 -! 1.6
5! )t#m )t#m %i"r# %i"r#ge gen n ber( ber(in in"a "a% % lint lintasa asan n "ari "ari n ke n2! Jika k#nstanta $*"berg $. maka maka besar besar (anjang (anjang gel#mb gel#mbang ang &#t#n &#t#n *ang "i%asilkan a"ala% !!!! 4 R )! R ! 4 5 R
5
'!
R
-!
36
36
+!
5 R
6! Menurut (rinsi( larangan Pauli. (ern*ataan *ang benar a"ala% !!!! )! jik jika (#sis sisi "ikena enal (asti sti. maka aka m#mentum ti"ak bisa "iukur '! elek elektr tr#n #n meng mengis isii #rbi #rbita tall beru beruru ruta tan n memenu%i ke"u"ukan s(in (ararel +! sebua% #rbital ti"ak mungkin "i"u"uki lebi% "ari "ua elektr#n ! ti"ak ti"ak (erna% (erna% a"a a"a 2 elektr elektr#n #n "i"ala "i"alam m suatu suatu at#m at#m *ang *ang sama mem(un mem(un*a *aii ke em(a em(att bilan bilanga gan n kuan kuantu tum m *ang *ang sama -! setia setia( ( #rbi #rbital tal "i"u" "i"u"uk ukii "ua "ua elek elektr tr#n #n *ang ara% (utarn*a berla8anan
! -nerg nergii elek elektr tr#n #n at#m at#m %i"r# i"r#ge gen n (a"a a"a tingkat "asarn*a - 1 1.6 e! 'esar energi energi *ang "i(an,arkan ketika elektr#n elektr#n bertransisi "ari kea"aan n2 ke tingkat n1 a"ala%!!!!e )! 6.32 ! 10.20 '! 3.5 -! 12.04 +! 4.0
! 9ntu 9ntuk k bila bilang ngan an kuan kuantu tum m nilai nilai bilang bilangan an kuantu kuantum m mungkin a"ala% !!!! )! '! 5 +!
! 7ebua% elektr#n bertransisi "ari n ke n2! 'esarn*a energi *ang "i(an,arkan a"ala% !!!!e a"ala% !!!!e © SMA Unggulan CT Foundation
)! 1.5 1.5 '! 1.4 +! .
1
l . . ban*akn*a magnet magnetik ik *ang *ang ! 3 -! 4
Ujian Semester Genap 3! Perban"ingan energi i#nisasi ; "ari tingkat "asarn*a "an energi i#nisasi He ; juga "ari tingkat "asarn*a a"ala% !!!! )! 1 : 3 '! 3 : 1 +! 1 : 1
)! 412 '! 1000 +! 1215
! 1 : 16 -! 16 : 1
1! -nergi terbesar *ang "i(an,arkan sebagai ra"iasi (r#t#n (a"a (er(in"a%an elektr#n "alam "eret 'almer a"ala% !!!!e )! 0.3 ! . '! 0.35 -! 1.6 +! 1.5
4! 9ntuk bilangan kuantum l . nilai bilangan kuantum magnetik *ang mungkin a"ala%!!!! )! saja '! 2. 1. 0. ;1. ;2 +! . 0. ! "an ; -! . 2. 1. 0. ;1. ;2. ;
15! 'esar m#mentum su"ut #rbital elektr#n (a"a kea"aan n. maksimum a"ala% !!!! )!
ℏ √ 2
!
2 ℏ √ 3
10! Ketika at#m %i"r#gen mengalami transisi "ari tingkat eksitasi ke"ua menuju ke kea"aan "asar. energi "ari &#t#n *ang "i(an,arkan a"ala%!!!!e )! 0 ! 12.1 '! 1.2 -! 1.6 +! 4.1
'!
ℏ √ 3
-!
2 ℏ √ 5
+!
ℏ √ 5
16! alam s(ektrum (an,aran at#m %i"r#gen. rasi# antara (anjang gel#mbang untuk ra"iasi ter%a"a( ra"iasi 'almer a"ala% ?! )! 5/2 ! '! 5/2 -! 2/5 +! 1/
11! 'esar (erban"ingan &rekuensi gel#mbang &#t#n *ang "i(an,arkan bila elektr#n (a"a at#m H mengalami "eeksitasi mengikuti "eret 'almer ke"ua "engan "eret P&un" (ertama <,=103 m/s. %6.6=10 Js "an $1.1=10 > a"ala% sekitar ?! )! ! 20 '! 10 -! 25 +! 15
❑
1! Inti at#m uranium
235
U ❑
92
ter"iri atas
?! )! 42 (r#t#n. 42 elektr#n. 42 netr#n '! 42 (r#t#n. 42 elektr#n. 1 netr#n +! 42 (r#t#n. 52 elektr#n. 13 netr#n ! 13 (r#t#n. 52 elektr#n. 52 netr#n -! 25 (r#t#n. 13 elektr#n. 1 netr#n
12! 'ila terja"i transisi elektr#n "alam #rbit at#m %i"r#gen. maka &rekuensi terbesar terja"i jika elektr#n ber(in"a% ?! )! "ari n2 ke n1 '! "ari n ke n2 +! "ari n ke n ! "ari n ke n2 -! "ari n5 ke n2
13! )t#m (erak mem(un*ai n#m#r at#m "an n#m#r massa 104. maka jumla% elektr#n. (r#t#n. "an netr#n *ang ter"a(at "alam at#m tersebut a"ala% ?! )! elektr#n . (r#t#n . netr#n 62 '! elektr#n 62. (r#t#n . netr#n
1! Panjang gel#mbang terbesar "ari "eret @*man <$1.04=10 > a"ala% !!!! Å © SMA Unggulan CT Foundation
! 1500 -! 1600
2
Ujian Semester Genap +! elektr#n . (r#t#n 62. netr#n ! elektr#n 56. (r#t#n 104. netr#n -! elektr#n 104. (r#t#n 62. netr#n
2! $a"i# is#t#( +arb#n1 berman&aat untuk ?! )! (eng#batan kanker '! men"eteksi keb#,#ran (i(a +! menentukan umur batuan &#sil ! mekanisme reaksi &#t#sintesis -! uji mutu kerusakan ba%an ins"ustri
14! -nergi *ang "ibutu%kan untuk memisa%kan sebua% inti at#m *ang menja"i (artikel(artikel "asarn*a. besarn*a akan sama "engan ?! )! energi (#tensial magnet '! energi krisis inti +! energi ikat inti ! energi (#tensial listrik -! energi mekanis inti
2! 9ntuk membunu% selsel kanker "a(at "ilakukan "engan mera"iasikan sinar γ *ang "i(an,arkan "ari unsur ra"i#akti& ?! )! 9ranium25 '! Teknisum44 +! +#balt60 ! +arb#n1 -! $a"#n226
20! Jika massa (r#t#n. neutr#n "an inti ❑
6
C ❑13
masingmasing a"ala% 1.00
sma. 1.004 sma "an 1.100 sma <1 sma 41 Me>. maka energi ikat inti at#m
2
❑
13 6 C ❑ a"ala% ?!Me
)! 0.0005 '! .665 +! 5.536
25! alam
Jika massa at#m 2 1
H = 0,006 sma
Bi❑2 ! 7isa
a"ala% !!!! A )! 15 '! 25 +! 50
❑
Pb210 ❑ (a"a saat ini
82
1 1
H =1,0009 sma .
"an 1 sma setara
2! Jika nitr#gen "itembak "engan (artikel al&a. maka "i%asilkan sebua% inti #ksigen "an sebua% (r#t#n se(erti terli%at (a"a reaksi "i ba8a% ini
! 65 -! 35
© SMA Unggulan CT Foundation
a
"engan energi 41 Me. maka energi *ang "i%asilkan "ari reaksi ini a"ala% ?!Me )! 1.362 ! 2.234 '! 1.342 -! 2.243 +! 1.432
Pb210 ❑ *ang memiliki 8aktu
82
(aru% 22 ta%un. "ibeli ta%un *ang lalu! Is#t#( ini akan beruba% menja"i ❑
3
26! Per%atikan (ersamaan rekasi &usi berikut ini: 1 1 2 0 1 H + 1H → 1 H + 1 e + E
❑
83
2
D+ 1D → 2 He+ bY + Q
(artikel B a"ala% ?! )! netr#n '! (r#t#n +! elektr#n ! al&a -! &#t#n
! 6.550 -! 55.360
21! Massa unsur ra"i#akti& suatu &#sil ketika "itemukan a"ala% 0.5 gram! i(erkirakan massa unsur ra"i#akti& *ang terkan"ung mulamula a"ala% 2 gram! Jika 8aktu (aru% unsur ra"i#akti& tersebut 6000 ta%un. maka umur &#sil tersebut a"ala% !!!!ta%un )! 2000 ! 12000 '! 6000 -! 13000 +! 4000 22! Is#t#(
reaksi:
1
3
Ujian Semester Genap 4 2
He + 147 N → 178O + 11 H
(erban"ingan antara n#m#r at#m "engan n#m#r massa (a"a (artikel
iketa%ui massa inti:
(artikel tersebut a"ala%?!
4 2
He =4,00260 sma
14 7
N =14,00307 sma
17 8
O=16,99913 sma
H =1,00783 sma
U ❑235 mengikuti
92
(ersamaan 1 n + 235 92 U → Ba+ Kr + 3 0n
Jika (a"a (r#ses &isi ini "ibebaskan energi 136.2 Me. massa netr#n1.01 sma. massa inti
U =235,04 sma
)!
+!
a"ala% 15 %ari!
15
! 60 -! 5
! 7ejumla% D0 inti ra"i#akti&
a b
X *ang
8aktu (aru%n*a T meluru% selama 2T "engan meman,arkan (artikel al&a
X
84
Na
❑
'! 0 +! 5
42
147
Li
Caktu *ang "i(erlukan su(a*a 5 (ersen sam(el *ang mengan"ung nukli"a ini meluru% a"ala%?%ari
107
X
7 3
24
! 9mur (aru%
24! 7uatu at#m X mem(un*ai 2 (r#t#n. 2 elektr#n "an 65 neutr#n! 7imb#l untuk at#m ini a"ala%?! 147 42 X )! !
'!
-! inti
235 92
"an 1 sma 41 Me. maka massa inti <'a;Kr> a"ala% ?!sma )! 223.62 ! 2.02 '! 20.32 -! 2.42 +! 22.32
65 42
'! netr#n
H
2! 7etela% 2 %ari. I#"in11 *ang memiliki 8aktu (aru% 3 %ari tinggal memiliki massa 10 gram! Massa a8al unsur tersebut a"ala%?!gram )! 30 ! 5120 '! 20 -! 3260 +! 2160
❑
1 0
! inti
1! 7ebua% &#sil batu *ang mengan"ung karb#n ra"i#akti& kirakira tinggal 1/3 "ari asaln*a! 'ila 8aktu (aru% karb#n ra"i#akti& a"ala% 5600 ta%un. maka umur &#sil itu a"ala%?!ta%un )! 100 ! 16300 '! 2300 -! 2200 +! 11200
Jika 1 sma setara "engan 41 Me. maka (a"a reaksi "iatas ?! )! "i%asilkan energi 1.20044 '! "i(erlukan energi 1.20044 +! "i%asilkan energi 1.10000 ! "i(erlukan energi 1.10000 -! "i(erlukan energi 1.003 (r#ses
)! (artikel =
2 1
+! (r#t#n
1 1
23! 7uatu
α . maka
-!
107 84
X
menja"i
Y . maka :
1! , a E 2 2! " b E
X
0! Perban"ingan n#m#r at#m sama "engan massa suatu (artikel sama "engan © SMA Unggulan CT Foundation
d c
4
! ban*akn*a inti
a b
! ban*akn*a inti
d c
X a"ala% 0.5 D 0 Y a"ala% 0.25 D 0
Ujian Semester Genap Pern*ataan "i atas *ang benar a"ala% ?! )! 1. 2 "an ! saja '! 1 "an -! 1.2. "an +! 2 "an
3! 7ebua% at ra"i#akti& memiliki 8aktu (aru% 3 ta%un! Pa"a saat /3 bagian at itu tela% meluru%. %al ini terja"i setela%?!ta%un )! 3 ! 2 '! 16 -! 0 +! 2
5! 7ebua% at "engan bilangan at#m 3 meluru% se,ara ra"i#akti& menja"i at#m lain "engan bilangan at#m 3! $a"iasi *ang men*ertai (r#ses ini a"ala%?! )! %an*a (artikel al(%a '! %an*a (artikel beta +! (artikel beta "an sinar gamma ! (artikel al(%a "an sinar gamma -! (artikel al(%a. (artikel beta "an sinar gamma
4! alam suatu inti. jika suatu (r#t#n beruba% menja"i netr#n. maka inti meman,arkan ?! )! (artikel
! (r#t#n
'! (artikel β +! sinar
6! Per%atikan (ern*ataan berikut : 1> Tera(i ra"iasi 2> 7ebagai (erunut > Menentukan umur &#sil > Mengukur kan"ungan tana% Bang meru(akan (eman&aatan ra"i#is#t#( "i bi"ang kese%atan a"ala%?! )! 1.2. "an ! 2 "an '! 1.2 "an -! saja +! 1 "an 2
-! (#sitr#n
γ
0! Is#t#( (#l#nium
210 84
P0 ti"ak manta(
se%ingga meman,arkan (artikel al(%a "engan energi kinetik sebesar 5. Me! Jika
massa
at#m
210 84
P0 a"ala%
204.4324 u. massa (artikel al(%a a"ala% .0026 u "an massa 1 u setara "engan energi 41 Me. maka massa at#m 210 84 P0 *ang terbentuk sebesar ?!u
! $a"iasi "ari ra"i#is#t#( +#balt60 "iman&aatkan untuk?! )! (eng%an,ur batu ginjal '! "etekt#r asa( +! menentukan umur &#sil ! tera(i (a"a kelenjar g#n"#k -! membunu% sel kanker
© SMA Unggulan CT Foundation
α
)! 205.41 '! 205.46 +! 205.44
! 205.4312 -! 205.435
good luck !
5
