Post on 29-May-2020
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 1 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
FISIESE WETENSKAPPE V1: FISIKA
SEPTEMBER 2019
—————————————————————
DEPARTMENT OF EDUCATION —————————————————————
DEPARTEMENT VAN ONDERWYS —————————————————————
LEFAPHA LA THUTO —————————————————————
ISEBE LEZEMFUNDO —————————————————————
PROVINSIALE VOORBEREIDINGSEKSAMEN
PUNTE: 150
TYD: 3 uur
Hierdie vraestel bestaan uit 15 bladsye en 3 gegewensbladsye.
GRAAD 12
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 2 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou NAAM in die geskikte spasie op die ANTWOORDEBOEK neer. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. 'n Nieprogrammeerbare sakrekenaar mag gebruik word. Toepaslike wiskundige instrumente mag gebruik word. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. JY WORD AANGERAAI OM DIE AANGEHEGTE DATABLADSYE TE GEBRUIK. Gee kort motiverings, besprekings, ensovoorts waar benodig. Begin ELKE vraag op 'n NUWE bladsy. Dui die formules en substitusies in ALLE berekeninge aan. Laat EEN lyn oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. Rond jou finale numeriese antwoorde na ’n minimum van TWEE desimale syfers af.
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 3 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie moontlike opsies word as antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommer (1.1 tot 1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoordbeeld 1.11 D.
1.1 Die fisiese hoeveelheid wat 'n kwantitatiewe maatstaf is van die weerstand van
'n voorwerp teen enige verandering in sy toestand van rus of beweging word ... genoem.
A gewig
B massa
C versnelling
D wrywing (2) 1.2 'n Bal word uit rus vanaf 'n sekere hoogte bo die grond laat val. Ignoreer die
effekte van lugweerstand. Watter EEN van die volgende posisie-tydgrafieke stel die beweging van die bal die beste voor?
(2)
A
tyd (s)
po
sis
ie (
m)
0 tyd (s)
po
sis
ie (
m)
0
B
tyd (s)
po
sis
ie (
m)
0 tyd (s)
po
sis
ie (
m)
0
C D
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 4 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
1.3 Die kinetise energie van 'n motor wat teen 'n konstante spoed v beweeg, is EK.
Die spoed van die motor verander na 1
2 v. Wat is die nuwe kinetiese energie van
die motor?
A 1
4 EK
B 1
2 EK
C 2 EK
D 4 EK (2) 1.4 Twee identiese biljartballe wat na mekaar toe beweeg, bots kop aan kop. Die
eerste bal tref die tweede bal teen 'n spoed, v, en die tweede bal tref die eerste bal met 'n spoed van 3v. Na die botsing beweeg die eerste bal in die
teenoorgestelde rigting met ‘n spoed van 1,5v. Watter EEN van die volgende uitdrukkings gee die spoed van die tweede bal korrek na die botsing?
A 0,5 v
B 1,5 v
C 2 v
D 3 v
(2)
1.5 'n Motor met massa m beweeg teen 'n konstante snelheid v en dek 'n afstand Δx onder die werking van 'n konstante wrywingskrag f. Die drywing wat nodig is om die liggaam teen hierdie konstante snelheid te hou, is ...
A f Δx.
B 1
2mv2.
C f v.
D f Δt. (2)
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 5 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
1.6 'n Ambulans nader 'n ongelukstoneel teen 'n konstante spoed van 22,67 m∙s-1. Die sirene van die ambulans stel klankgolwe teen 'n frekwensie van 980 Hz uit. 'n Stilstaande detektor op die toneel meet die frekwensie van die vrygestelde klankgolwe. Watter EEN van die volgende frekwensie-tydgrafieke toon die frekwensie gemeet op die detektor?
(2)
1.7 Die skets hieronder toon 'n negatiewe en 'n positiewe puntlading. Die grootte van die positiewe lading is groter as die grootte van die negatiewe lading.
Waar op die lyn wat deur die ladings gaan, is die totale elektriese veld nul?
A Regs van die positiewe lading.
B Links van die negatiewe lading.
C Tussen die ladings, links van die middelpunt.
D Tussen die ladings, regs van die middelpunt. (2)
f (Hz)
t (s)
A
980
0
f (Hz)
t (s)
B
980
0
f (Hz)
t (s)
C
980
0
f (Hz)
t (s)
D
980
0
Middelpunt
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 6 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
1.8 In die stroombaandiagram hieronder is die interne weerstand van die battery en die weerstand van die geleidingsdrade weglaatbaar. Die emk van die battery is ε.
Wanneer skakelaar S gesluit word, is die lesing op voltmeter V1 1
3 ε en die lesing
op voltmeter V2 is ...
A 1
2ε.
B 1
3ε.
C 2
3ε.
D ε. (2) 1. 9 Die komponent van 'n GS-motor wat verseker dat die spoel aanhoudend in EEN
RIGTING roteer, is die ...
A spleetring.
B sleepringe.
C koolstofborsels.
D battery.
(2)
1.10 'n Graad 12-leerder bestudeer die spektrum wat deur 'n natriumdamp-gloeilamp geproduseer word deur gebruik te maak van ‘n spektroskoop. Die spektrum waargeneem, bestaan uit ...
A twee donker lyne op die geel gedeelte van die spektrum van wit lig.
B 'n volle reeks kleure.
C baie donker lyne op die spektrum van wit lig.
D twee geel lyne op 'n donker agtergrond. (2) [20]
ε
S
R
2R
V2
V1
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 7 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 2 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n Blok A met 'n massa van 4 kg wat op 'n ruwe horisontale tafel rus, is met 'n ligte onelastiese toutjie wat oor 'n ligte, wrywinglose katrol gaan, aan 'n ander blok B met 'n massa van 8 kg vasgeheg. 'n Krag van grootte 96 N word vertikaal opwaarts op blok B toegepas, soos in die diagram hieronder getoon.
Die kinetiese wrywingskrag wat op blok A inwerk, is 11,76 N. Ignoreer die effekte van lugweerstand. 2.1 Stel Newton se tweede bewegingswet in woorde.
(2) 2.2 Teken 'n benoemde vrye kragtediagram (vrye liggaamsdiagram) vir blok B.
(3) 2.3 Bereken die grootte van die:
2.3.1 Normaalekrag wat op blok A inwerk (3)
2.3.2 Spanningskrag wat op blok A inwerk (6) [14]
A
B 8 kg
4 kg
F = 96 N
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 8 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 3 (Begin op 'n nuwe bladsy.) Voorwerp A word vanaf 'n sekere hoogte laat val en 5 s later word 'n tweede voorwerp B vertikaal afwaarts gegooi vanaf dieselfde hoogte. Ignoreer lugweerstand. 3.1 Verduidelik wat met 'n projektiel in Fisika bedoel word?
(2)
3.2 Gebruik bewegingsvergelykings om die volgende te bereken:
3.2.1 Tyd geneem deur voorwerp A om 'n spoed van 245 m∙s-1 te bereik
(3)
3.2.2 Beginsnelheid van voorwerp B, as voorwerp A 'n snelheid van
245 m∙s-1 afwaarts het, wanneer hulle ontmoet.
(4)
3.3 Teken 'n snelheids-tydgrafiek vir voorwerp B, vanaf die oomblik dat dit
geprojekteer is totdat dit voorwerp A bereik. Dui die volgende op die grafiek aan:
Aanvanklike snelheid
Finale snelheid
Tyd geneem deur voorwerp B om voorwerp A te bereik
(4) [13]
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 9 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 4 (Begin op 'n nuwe bladsy.)
'n 160 g krieketbal word gegooi met 'n spoed van 20 m·s-1 gegooi. Dit word reguit terug na die krieketbouler geslaan. Die kontaktyd van die bal met die krieketkolf was 6 x 10-3 s. Die grafiek hieronder verteenwoordig die krag wat deur die kolf op die bal uitgeoefen word as 'n funksie van tyd.
4.1 Definieer in woorde impuls van 'n krag.
(2)
4.2 Wat is die grootte van die maksimumkrag wat deur die bal op die kolf uitgeoefen word?
(1)
4.3 Wat word deur die oppervlak onder die grafiek verteenwoordig?
(1)
4.4 Bereken die spoed waarmee die bal die kolf verlaat.
(4)
4.5
'n Krieket veldwerker trek sy arms terug na sy lyf terwyl hy 'n bal vang. Verduidelik waarom dit gedoen word deur Newton se tweede wet in terme van momentum te gebruik.
(3) [11]
t (×10-3
s)
3 000
F (N)
0 3 6
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 10 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 5 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n 4 kg houtvoorwerp met 'n reghoekige driehoekvorm verkeer in rus op 'n horisontale, wrywingsvrye oppervlak. 'n Bal met massa 0,1 kg wat horisontaal gegooi word teen 10 m∙s-1 bots ELASTIES met die houtvoorwerp. As gevolg van die botsing bons die bal vertikaal opwaarts soos hieronder aangetoon. Ignoreer lugweerstand.
5.1
Stel die wet (beginsel) van die behoud van liniêre momentum in woorde.
(2)
5.2 Verduidelik wanneer is 'n botsing elasties. (2)
5.3 Bereken die spoed van die houtdriehoek onmiddelik na die botsing. (4)
5.4 Gebruik SLEGS energie-oorwegings en bereken die maksimum hoogte wat die
bal bereik nadat dit ELASTIES met die houtdriehoek bots.
(6)
Na die botsing beweeg die houtdriehoek op die horisontale wrywinglose oppervlak en beweeg dan verder op 'n RUWE oppervlak. Terwyl dit oor die nuwe oppervlak beweeg, ondervind dit wrywingskrag van 4,80 N totdat dit tot rus kom. 5.5 Gebruik SLEGS energiebeginsels en bereken die afstand wat die houtdriehoek
op die RUWE oppervlak beweeg.
(4) [18]
Voor botsing
Na botsing
4 kg 4 kg
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 11 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 6 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n Fluitjie van 'n lokomotief wat teen 'n konstante spoed beweeg, gee 'n golfklank van 2 000 Hz af. 'n Man wat langs die kant van die spoorlyn staan, hoor 'n klank met frekwensie 1 836,0 Hz, wanneer die lokomotief weg van hom af beweeg. 'n Meisie wat langs die spoorlyn staan hoor 'n klank van 2 196,2 Hz, wanneer die lokomotief na haar toe beweeg. Neem die spoed van klank in lug as 340 m∙s-1.
6.1 Stel die Doppler-effek in woorde.
(2)
6.2 Verduidelik hoekom die meisie 'n klank met hoër frekwensie hoor as die lokomotief haar nader.
(3)
6.3 Sal die frekwensie wat deur die bestuurder van die lokomotief waargeneem word, GROTER AS, GELYK AAN of KLEINER AS 2 000 Hz wees? Gee 'n rede vir die antwoord.
(2)
6.3 Bereken die spoed van die lokomotief. (5)
6.4 Skryf EEN toepassing van die Doppler-Effek in medisyne neer. (1) [13]
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 12 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 7 (Begin op 'n nuwe bladsy.)
Die onderstaande diagram toon 'n metaalsfeer X van onbeduidende massa op 'n geïsoleerde staander in 'n vakuum. 3,125 x 1010 elektrone is vanaf die sfeer verwyder.
7.1
Teken die elektrieseveld-patroon wat met sfeer X geassosieer word.
(2)
7.2 Beskryf 'n elektriese veld.
(2)
7.3 Bereken die netto lading op die sfeer. (3)
7.4 Bereken die elektriese veld by punt P. (3)
7.5 Hoe vergelyk die grootte van die elektriese veld by punt M met die waarde wat in VRAAG 7.4 bereken is? Skryf slegs GROTER AS, GELYK AAN of KLEINER AS. Gee 'n rede vir die antwoord.
(2)
7.6 'n Metaalsfeer Y op 'n geïsoleerde staander met 'n lading van -4 nC word nou by punt M geplaas. Wys, met berekeninge, waar 'n positiewe puntlading Q geplaas moet word sodat dit in ewewig is.
(4) [16]
0,8 m
X
P
0,4 m
M
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 13 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
S
R1 = 15 Ω
12 V
R2 = 10 Ω R3 = 10 Ω
R4 =10 Ω
V1
V2
A1
VRAAG 8 (Begin op 'n nuwe bladsy.)
In die stroombaandiagram hieronder is die weerstand van die geleiers en die ammeter weglaatbaar. Die emk van die battery is 12 V en die interne weerstand is 0,5 Ω. Die skakelaar S is gesluit.
8.1 Stel Ohm se wet in woorde.
(2)
8.2 Bereken die:
8.2.1 Lesing van die ammeter A1
(6)
8.2.2 Drywing verkwis in die 15 Ω resistor
(4)
8.2.3 Lesing van voltmeter V2
(3)
8.3 Skakelaar S word nou oopgemaak.
8.3.1 Hoe sal die lesing op die ammeter A1 beïnvloed word? Skryf neer TOENEEM, AFNEEM of BLY DIESELFDE. Verduidelik die antwoord.
(3)
8.3.2 Hoe sal die lesing op voltmeter V1 beïnvloed word? Skryf neer
TOENEEM, AFNEEM of BLY DIESELFDE. Verduidelik die antwoord.
(3) [21]
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 14 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 9 (Begin op 'n nuwe bladsy.)
Die diagram hieronder toon 'n vereenvoudigde weergawe van 'n generator en 'n gloeilamp van 25 Ω wat daarmee verbind word met drade van weglaatbare weerstand.
9.1 Watter tipe generator (WS of GS) word in die diagram voorgestel?
(1)
9.2 Noem die energie-omskakeling in generators. (1)
9.3 Skryf die naam neer van komponent X. (1)
9.4 Verduidelik die funksie van :
9.4.1 Komponent Y
(1)
9.4.2 Komponent Z (1)
Komponent Z van die bogenoemde generator word deur sleepringe vervang. Die onderstaande grafiek toon hoe die potensiaalverskil oor die gloeilamp, weerstand 25 Ω, met tyd verander vir een volledige siklus wanneer die generator funksioneer.
9.5
Bereken die:
9.5.1 wgk-spanning oor die gloeilamp.
(3)
9.5.2 Gemiddelde drywing verkwis in die gloeilamp. (3)
[11]
V (V)
t (s) 0
12,73
-12,73
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 15 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
VRAAG 10 (Begin op 'n nuwe bladsy.)
Die diagram hieronder toon 'n aluminiummetaalplaat wat elektrone vrystel wanneer 'n bestraling van golflengte 200 nm daarop inval. Die aluminiummetaalplaat is gekoppel aan 'n bron van potensiaalverskil en 'n ammeter wat die versadigde stroom lees soos in die stroombaan hieronder getoon.
10.1 Noem die verskynsel wat hierbo beskryf word. (1)
10.2 Gee die belangrikheid van hierdie verskynsel. (2) Die werkfunksie van aluminium is 6,7 x 10-19 J. 10.3 Definieer die term werkfunksie van 'n metaal in woorde.
(2)
10.4 Bereken die maksimum kinetiese energie van die vrygelate fotoelektrone. (4) 10.5
Hoe sal die lesing op die ammeter verander indien die intensiteit van die elektromagnetiese straling verhoog word? Skryf slegs VERMEERDER, VERMINDER of BLY DIESELFDE neer. Verduidelik jou antwoord.
(3)
10.6 Invallende straling met 'n groter frekwensie word nou gebruik. Hoe sal die lesing op die ammeter verander? Skryf slegs VERMEERDER, VERMINDER of BLY DIESELFDE neer. (1)
[13]
GROOTTOTAAL: 150
A
Elektromagnetiese strale
Aluminiummetaalplaat
Geëvakueerde buis
Quartz venster
e-
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 16 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 1 (PHYSICS)
GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 1 (FISIKA)
TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES
1
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 17 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES MOTION/BEWEGING
tavv if 2
21
i taΔtvΔx or/of 2
21
i taΔtvΔy
xa2vv2
i
2
f or/of ya2vv2
i
2
f Δt2
vvΔx fi
or/of Δt
2
vvΔy fi
FORCE/KRAG
maFnet mvp
Nf s
max
s Nf kk
ptFnet
fmvp – imv
mgw
2
21
d
mmGF or/of
2
21
r
mmGF
2d
MGg
2r
MGg
WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING
xFW cos mghU or/of mghEP
2mv2
1K or/of 2
k mv2
1E
KWnet or/of knet EW
if KKK or/of kikfk EEE
UKWnc or/of pknc EEW t
WP
aveave FvP / gemidgemid FvP
WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG
fv f
1T
s
s
LL f
vv
vvf
b
b
LL f
vv
vvf
hfE or/of
chE
k(max)o E WE or/of maxo K WE where/waar
hf E and/en 00 hfW and/en 2
max(max)k mv2
1E or/of
2
maxmax mv2
1K
or/of
2
Fisiese Wetenskappe V1/Graad 12 18 September 2019
Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief
ELECTROSTATICS/ELEKTROSTATIKA
2
21
r
QkQF
2r
kQE
q
WV
q
FE
e
Qn
eq
Qn
ELECTRIC CIRCUITS/ELEKTRIESE STROOMBANE
I
VR
emf ( ε ) I(R + r)
emk (ε ) I(R + r)
...RRR 21s
...R
1
R
1
R
1
21p
Iq t
W Vq W VI t W I2R t
W R
ΔtV2
Δt
WP
P VI
RP 2I
R
VP
2
ALTERNATING CURRENT/WISSELSTROOM
2
maxrms
II /
2
makswgk
II
2
VV max
rms / 2
VV maks
wgk
rmsrmsave VP I / wgkwgkgemiddeld VP I
RP 2
rmsave I / RP 2
wgkgemiddeld I
R
VP
2
rmsave /
R
VP
2
wgk
gemiddeld
or/of
3