Physical Sciences Grade 12 Gauteng Mock 2017 Question Paper

Downloaded from hlayiso.com : ayes , GAUTENG PROVINCE ? . 8, Eetaeo SOLTH AFRICA GAUTENGSE DEPARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN 2017 "10841 FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA EERSTE VRAESTEL TYD: 3 uur PUNTE: 150 15 bladsye + 4 datablaaie en 1 antwoordblad FISIESE WETENSKAPPE: Viasotel 3 1O84A AN J X10 Ti

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 2 (Eerste Vraestel) 10841/17 GAUTENGSE DEPARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN — 2017 FISIESE WETENSKAPPE (Eerste Vraestel) TYD: 3 uur PUNTE: 150 centre en seroma, INSTRUKSIES EN INLIGTING 1 _ o o WW Hierdie vraestel bestaan uil 10 vrae. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDBOEK. Begin elke vraag op h NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel gebruik in hierdie vraestel, Los EEN lyn oop tussen twee sub-vrae, byvoorbeeld VAAAG 2.1 en VRAAG 2.2. Jy magn nie-programmeerbare sakrekenaar gebruik. Jy mag geskikte wiskundige instrumente gebruik. Jy word aanbeveel om die aangehegde DATABLAAIE te gebruik. Wys ALLE formules en vervangings in ALLE berekeninge. Rnd ai jou finale numeriese antwoorde af tot TWEE desimale plekke. Gee kort beskrywings, ens. waar benodig. Skryi netiies er leesbaar.

Downloaded from hlayiso.com | [FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 3 | | (Eerste Vraestel) 10841/17 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word voorslen as moontlike antwoorde vir die volgende vrae. Kies die aniwoord en skryf slegs die letter (4 ~ D) van jou keuse langs die vraagnommer (1.4 - 1.10) in die ANTWOORDBOEK, by. 1.11 D. ame 12 1.3 Passasiers op 1 bewegende bus leun cor na regs wanneer die bus n draai skerp na links maak. Hierdie is ‘n voorbdeld van ... A Newtonse Eerste Wet. | B Newton se Tweede Wet. | Cc Newlonse Derde Wel. D Universele Gravitasiewet. {2) Twee puntladings is 'n afstand ¢ van mekaar en geposisioneer soos getoon in die diagram hieronder. 'n Elektrostatiese krag met grootte F bestaan tussen die twee ladings. i : Die afstand tussen die twee ladings word verminder na zt . Die nuwe krag tussen die ladings is ... A F B 3F c oF i D =F 9 @ in Halwe baksteen word vertikaal opwaarts gegooi en gevang deur ‘hn bouer op n hoogte A bokant die grand. 'n Heel baksteen word ook vertikaal opwaarts gegool en gevang deur dieselfde bouer op dieselfde hoagie. ignoreer alle effekte van wrywing. : Watter een van die volgende is WAAR van die bakstene wat gegoci word? Die halwe baksteen sal n Korter tyd neem om die bouer te bereik. Beide bakstene het dieselfde kinetiese energie wanneer hulle gegooi word. Beide baksiene het dieselfde snelheid wanneer hulle gegooi word. Beide bakstens het dieselfide momentum wanneer hulle gegooi word. (2) Vor b.o.

14 15 1.6 Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 4 (Eerste Vraestel) 10841/17 Die impuls op ‘n bal wat terugbons van in muur is gelyk aan die ... OOD > gemiddelde krag van die bal op die muur. verandering in momentum. tempo van verandering in momentum. produk van die massa en die versneliing van die bal, @) Twee trollies met vere (springs) en dieselfde massas, word gebruik om 'n “ontploffing” te illustreer deur die vere gelyktydig te los. Onmiddelik na die ontploffing beweeg die trolties in teenoorgestelde rigtings met identiese snelhede. Watter een van die volgende stellings is korrek aangaande die afsonderlike beweging van die troilies? A B c DB in’n gelsoleerde sisteem bly die totale momentum behoue. Die netto krag is gelyk aan die produk van die massa en die versnelling. Die momentum is gelyk aan die produk van die massa en snelheid. Die impuls is gelyk aan die produk van die netto krag en die tyd van die botsing. (2) 'n Voél viieg reguit na ‘n bus wat vinnig ry. Die voel bots kop-aan-kop met die ruit van die bus. Watter een van die volgende stellings is KORREK? A B c 3) Die krag uitgeoefen deur die voél op die ruit is minder as die krag uitgeoefen deur die ruit op die voél. Die krag ultgeoefen deur die voél op die ruil is groter as die krag uitgeoefen deur die ruit op die voéi. Die krag uitgeoefen deur die vodl op die ruit is gelyk aan die krag uitgecefen deur die ruit op die voél. Die impuls wat inwerk op die voél is groter as die impuls wat inwerk op die rult. (2)

1.7 1.8 1.9 4.10 Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 5 (Eerste Vraestel) 10841/17 Watter een van die volgende genhede is NIE ekwivalent aan die Watt NIE? ooOWw> > = i 'n Model karretiie het n motor'mel veranderlike spoed. Watter EEN van die volgende modifikasies vir die karretjie gal NIE die rotasiespoed van die motor vermeerder NIE? Vermeerder die aantal draaie in die spoel van die motor Draai die spoel drade om’n stuk sink Vermeerder die stroom wat deur die spoel van die motor vioel Vergroot die sterkte van die magneet in die motor (2) oom > Om ‘n absorpsie spektrum waar te neem most die uitgestraalde lig ... A direk uit 'n witwarm filament uitkom., B deur ’n gas beweeg het wat aansieniik koeler is as die ligoron. C deur 'n gas beweeg het wat aansienlik warmer is as die ligbron. D deur'n gas beweeg het wat cieselfde temperatuur is as die ligbron. (2) Watter een van die volgende:is WAAR aangaande die foto-elektriese effek? Lig van'n hoér frekwensie siel elektrone vry met laer kinetiese energieé. Indien n lig met lae intengitait fig met lae energie fotone op nh skoon metaalopperviakte geskyn word sal elektrone uiteindelik vrygestel word. Indien hod intensitelt lig met lae energie fotone op ‘n skoon metaal geskyn word vir lank genoeg sal elektrone ulteindelik vrygestel ward. Die meeste metale sal elektrone vrystel wanneer ultra violetlig daarop geskyn word, : (2) [20] o © Gr b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 6 {Eerste Vraestel) 1084117 VRAAG 2 (Begin op’n nuwe bladsy.) 'n 120 g tennisbal word laat val vanaf die bokant van jn gebou. Die bal bons op 'n balkon wal 12 m onder is en val uiteindelik na die grond. In die diagram hieronder word die pad van die bal aangedui. ignoreer alle effekte van wrywing sowel as enige horisontale beweging van die bal. — 4 Pook 3 a t ta aa A i 12m it ny Ai } nt od yoy FI ' Balkon 4. le H H ' a. 2.1. Bereken die snelheid waarmee die tennisbal die balkon tref. 22 Die energie oorgedra aan ander vorms wanneer die bal die balkon tref, is 2 J. Bereken: 2.2.1 Die kinetiese energie net voor die bons 2.2.2 Hoe hoog die bal beweeg bokant die balkon ria die bons 2.3 Die bai tref uiteindelik die grond 3,16 s na die bons. Bereken die hoogte van die balkon. 2.4 Skets die snelheid teenoor tyd grafiek van die bal se volle beweging. Toon die volgende punte op jou skets: Snelheid waarmee die bal die baikon tref Tyd van die bal se beweging om die balkon te bereik (Dui slegs aan as t,.) Snelheid waarmee die bal die balkon verlaat Tyd wat dit die bal neem om die maksimum hoogte te bereik bokant die balkon na die bons (Dui slegs aan as tp.) * Totale tyd wat die bal in die lug was (Dui slegs aan as ts.) b. @) (2) 3) 3) (4) (17) ao.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 7 (Eerste Vrasstel) 10841/17 VRAAG3 = (Begin op ’n nuwe bladsy.) Die meeste moderne motors word ontwerp met veiligheidsmaatreéls am die bestuurder en passasiers te beskerm in die geval van n kop-aan-kop botsing. Gedurende die toetsing van so h velligheidsmaatreai, bots 'n motor teen‘n vaste sementmuur en die voorste gedeelte verfrommel soos getoon in die diagram hieronder. - Yaste muur Vaste muur 2 Voor die botsing ‘ Na die botsing Die resultaat van gen so 'n toets word hieronder aangedui. Data: Motor se massa = 1000 kg Spoed van motor met impak = 120 km-h" Aanvanklike lengte van motor = dy 228m Verfrommelde lengte van motor = dz = 2,0 m Ignoreer die effekte van wrywing. Aanvaar dat daar geen verlies in massa is as gevolg van die botsing nie. : 3.1. Teken‘n bencemde, vryliggaamdiagram van al die kragte wat op die motor inwerk gedurende impak. (3) 3.2 Skakel 120 km-h’ omna Sleenheds. (1) 3.3 Stel die ARBEID-ENERGIE beginsel. (2) 3.4 Aanvaar dat die krag wat inwerk op die motor konstant is gedurende die botsing. 3.4.1 Gebruik die ARBEID-ENERGIE beginsel en bereken die netto krag wat inwerk op die motor gedurende die botsing. (5) 3.4.2 Bereken die tyd wat ait neem om die motor tot rus te laat kom. (4) 3.4.3 Verduidelik die doel van ‘n frommelsone in modeme motors. (aI

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 8 (Eerste Vraestel) 10841117 VRAAG 4 = (Begin op’n nuwe bladsy.} 'n 100 kg boks gly af teen fn growwe helling. ’n Man pas 'n Konstante krag F op die boks toe sodat dit teen die helling afgly teen n konstante sneiheid. 4.1 Teken’n benoemde, vryliggaamdiagram wat al die kragte toon wal inwerk op die boks soos dit teen die helling afgly. (4) 4.2 Skryf neer die grootie van die netto krag wat inwerk op die boks soos cit teen die helling afgly. Gee 'n rede vir hierdie antwoord. 2) Die wrywingskrag tussen die boeks en die helling is 60 N. Die vertikale hoogte is 1,2 m. 4.3 Watis’n nie-konserwatiewe krag? @ 44 Bereken die arbeid verrig deur die man op die boks. (8) 4.5 Bereken die grootte van die krag F uitgeoefen deur die man op die boks. (4) {18} b.9,

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 9 (Eerste Vraestel) 10841417 VRAAG 5 (Begin op ‘n nuwe bladsy.) Twee identiese metaalsfere A en B het ladings van +9 wC en -3 uC onderskeidelik. Hulle word 20 cm ultmekaar geplaas soos aangedui in die diagram hieronder. , B ‘ 20cm ' : ° cal +n “Buc 5.1 Wat word bedoe! met die stelling, die lading is gekwantiseer? qy 52 Die sfere word in kontak gebring met mekaar, geskei en teruggeplaas by dieselide posisies as voorheen. : §.2.1 Bereken die nuwe lading op elke sfeer. (2) §.2.2 Bereken die verandering in lading vir elke sfeer en die aantal elektrone wat oorgedra is. ! (3) 5.2.3 Watis die rigting van elektronoordrag tussen die sfere? Skryt slegs AnaB of Bna A. ; QQ) Die gelaaide sfere A en B met oorspronklike ladings word nou gerangskik soos aangedui hieronder. X is ‘n punt 4 cm na regs van steer A. A eo! 20 em 5 oo * ra On Bg +9ud yy -3pC 5.3 Stel Coufomb se Wet in woorde. (2) 5.4 Beroken die elektrostatiese krag tussen die twee sfere. (3 5.5 Bereken die grootte van die netto elektriese veld by punt X as jn resultaat van die gelaaide sfere A en B. (4) [16] bo.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 10 (Eerste Vraestel) 108417 VRAAG6 (Begin op ‘n nuwe bladsy.) Gebruik die ANTWOORDBLAD aan die einde van die vraestel om Vraag 6.2 te beantwoord. 6.1 ‘n Brandweertrok stop by 'n ongelukstoneel met die sirene van 380 Hz frekwensie nog steeds aan. Die bestuurder van ‘n ambulans wat wegry van die ongelukstoneel hoor die trok se sirene as 960 Hz soos aangedul in die diagram hieronder. Neem die spoed van klank in lug as 340 ms". 6.1.1 Definieer die Doppler effek. (2) 6.1.2 Bereken die spoed van die ambulans in km-h”. (5) 62 Die golffronte 3, 2, 1 en ander aangedui in die diagram hierbo het hul oorsprang vanaf die klankbron. Op die ANTWOORDBLAD voorsien, teken die nuwe relatiewe posisies van die golffronte 2 en 1 soos waargeneem deur die bestuurder wat sal verduidelik waarom die bestuurder’n laer frekwensie hoor. Handig die ANTWOORDBLAD saam met jou ANTWOORDBOEK in. (4) 63 Gee TWEE alledaagse voorbecide waar die Doppler effek toagepas word. (2) [13]

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA | (Eerste Vraestel) 10841/17 i VRAAG7 (Begin op’n nuwe bladsy.) Leerders stel in stroombaan op sops hieronder om die verhouding te ondersoek tussen die potensiaalverskil oor ni veranderlike resistor, R, en die stroom deur die resistor. 7A 7.2 S | In hierdie eksperiment, noam die... 7.1.1 onafhanklike veranderlike. 7.1.2 afhanklike veranderlike. Die leerders verkry n stel coreenstemmende lesings van potensiaalverskil en stroom. Twee van die iesings word gegee in die tabel hieronder. Lesing nommer Strom {A) | Potensiaaiverskil (Vj vir eksterne resistor i. 6,3 2,52 2 1.6 0,71 Deur gebruik te maak van‘n berekening, bepaai die Interne weerstand van die batiery.

7.3 74 Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 12 (Eerste Vraestel) 10841417 , Die leerders gebruik nou die resultate om die volgende gratiek te trek. | BS: 4 1 | : : i R : t | £ : 3 : & | Boas ~ oo ig ' j i 2 “sd pi | . ' 15 + a | as ~ i SS he 0 ~ ” . wh. 4 i a as L a5 2 25 Stroom (} Gebruik inligting vanaf die grafiek om ... 7.3.1 dié emk van die battery te bepaal (geen berekening is nodig nie). (2) 7.3.2 die stroom (/) te bepaal wanneer die battery gekortsluit word (geen berekening is nodig nie). (2) 7.3.3 die interne weerstand van die battery te bereken. (2) Gee nn rede vir die effense afwyking in die antwoord van Vraag 7.2 en 7.3. (1) [12] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel) 13 1084117 VRAAG 8 (Begin op ’n nuwe bladsy.) ‘n Battery mel 'n emk van 10 Ven ‘niinteme weerstand van 1 {21s verbind aan drie ekstemne weerstande soos getoon in die gtrobmbaan hieronder. 62. cso 1 [22 } $ 49; Skakelaar 9 is aanvanklik gesluit. ; 8.1. Bereken die stroom wat vioei deur die stroombaan. 8.2 Skryt die lesing op V; neer. () (2) 8.3 Wat gebeur met die lesing op V; indien skakelaar S oop is? Skryf slegs BLY DIESELFDE, VERMEERDER of VERMINDER. Verduidellk die antwoord sonder enige berekeninge. 8) {10}

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 14 (Eerste Vraestel) 1084117 VRAAG 9 = (Begin op 'n nuwe bladsy.) Die diagram hieronder dui die nodige dele van ‘n generator aan. Spoel roteer Klokegewye— magneet noordelike aansig —p—P qd suidelike aansig eksterne las 4 ls hierdie n WS of GS generalor? Gee 'n rece vir die antwoord. (2) 9.2 Die spoel abed roteer kloksgewys in die magneetveld. Teken die verm van die potensiaalverskil oor die eksterne resistor vir twee siklusse van die spoel. Begin met die spoel in n harisontale posisie soos getoon. (2) 9.3 Met die spoel wat in die horisentale posisie begin soos in die skeis, wat sal die tigting van die geinduseerde stroom wees? Kies vanal a nab of b naa, (1) 9.4 Die generator hierbo lewer nh maksimum potensiaalverskil van 6 V. 9.4.1 Definieer die term wgk stroom. {2) 9.4.2 Bereken die wgk stroom vir hierdie generator. (4) 94.3 Bereken dia gemiddelde drywing gelewer deur die eksteme las, (3) [14] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel} 10841417 15 VRAAG 10 (Begin op’n nuwe biadsy.) Die diagrarn hieronder dui elektrongordragte tussen energieviakke van 1 atoom aan. E,A Co 434x107 J Es B D__ -5,44x 10° Ee - 6,44 x 107? J Ey 2 -218x 1085 10.1. Fotan van lig word vrygelaat wanneer fn elekiron beweeg vanaf die E, toestand na die E, toestand. Bereken die frekwensie van hierdie foton. 410.2 Hoeveel verskillende foto 48 kan geproduseer word wanneer opgewekte elekirone beweeg vanaf die Es toestand tot die E, toestand? 10.3 10.9.1 Definieer die werks/unksie van 'n metaal. 10.3.2 Die foton in Vraag 10.1 is invallend op n metaalopperviakte. Die werkstunksie van die metaal is 2 x 10 '° J. Bereken die maksimum snelheid van die vrygesteide elektran. TOTAAL: EINDE &) Q) (2) (4) {12} 156

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel) 10841/17 16 DATA VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 TABEL 1: FISIESE KONSTANTE VRAESTEL 4 (FISIKA) NAME / NAAM SYMBOL / SIMBOOL | VALUE / WAARDES Acceleration due to gravity 2 Versneliing as gevolg van g 9.8 ms gravitasie Universal gravitational constant G 6,67 x 107" N.m?-kg? Universele gravitasiekonstante Speed of light in a vacuum ce 3,0 x 10 ms? Spoed van lig inn vakuum Planck’s constant h 6,63 x 10% Js Pianck se konstante Coulomb's constant k 9,0 x 10°N-m?.c®# Coulomb se konstante Charge on electron 6 1,6x10°%C Lading op elektron Electron mass Me 9,11 x 10% kg Elektronmassa Mass of earth M 5,98 x 10° kg Massa van die Aarde Radius of earth Re 6,38 x 10°m Radius van die Aarde

Downloaded from hlayiso.com TABEL 2: FORMULES BEWEGING FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel) 40841/17 7 vy syj+aat : AX = v,At+ taat® of Ay = v,At+Jaat® 4 K= — mv? of “3 ; ° : Vv 4¥ fv 4y Vv, =v" +2aax of v," =v, + 2ady axa (“2% a of Ay=| 3 Jat . i 2 ! KRAGTE Foy = Ma =mv iP = pJN §, = aN F_At= nt =P wemg Ap = mv, -my, : mim mM, | M M FeG ro of F=G—5* g=Gq of g=Gy ARBEID, ENERGIE EN DRYWING W =FAxcos@ U=mgh of E,=mgh Wie, = AK of = W,,, = AE, W,, = AK +AU of W,, = AE, + AE, Ae Pave = FY eve Piso = Pv gam i

Downloaded from hlayiso.com GOLWE, KLANK EN LIG FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel) 10841/17 18 veda Tet viv, viv, c = t. = f, = =f La vay & arrerea E=hf of E=h- EeW, +b yun Of E=W,+K,,. where E=hf en W,=hf, en 1 : Eximan = 5 Vina of K naa =5hw g max ELEKTROSTATIKA kQ,0. kQ Fo 2. Ea Vv a E ah g q - | n= Q of n= a e ae

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel) 10841/17 13 ELEKTRIESE STROOM v ami (e)=HR+n “tr emk (€) = (A+ 1) R, =A, +R,+ ARR | q= lat W=Vq | ~. W We Vial | | We PRat P=Vi 2 P=FR We Vint ; a WISSELSTROOM 1 wedge : ) 1 ews Pose =Veralins / Poon = Veeluck “ e ™ e Pyee ER f Prom = Vege Vv = vom / v= Vwi ; . re oe |p. Vi Pas Vi

NAAM: Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Eerste Vraestel) 1084117 20 ANTWOORDBLAD VRAAG 6.2 al GRAAD 12: