Physical Sciences Grade 12 Paper 1 Gauteng Mock 2018 Memo

Downloaded from hlayiso.com VOORBEREIDENDE EKSAMEN 2018 NASIENRIGLYNE FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (VRAESTEL 1) (10841) 13 bladsye

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 GAUTENGSE DEPARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN – 2018 FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) NASIENRIGLYNE VRAAG 1 1.1 B PP 1.2 C PP 1.3 B PP 1.4 D PP 1.5 B PP 1.6 D PP 1.7 B PP 1.8 B PP 1.9 D PP 1.10 C PP [20] VRAAG 2 2.1 Die totale meganiese energie (som van die potensiële energie en kinetiese energie) in ʼn sisteem bly konstant so lank as wat die enigste kragte wat daarop inwerk konserwatiewe kragte is. PP (2) 2.2 By punt A Emech = Ep + Ek P = mgh + 0 = 50 x 9,8 x 5 P = 2 450 J By punt B Emech = Ep + Ek 2 450 = 0 + ½ mvi2P vi = 9,899 m·s-1 P (4) 2.3 Die totale liniêre momentum van ʼn geslote sisteem bly konstant (behoue). PP (2) POSITIEWE NASIEN VANAF 2.2 2

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 2.4 Sp(voor) = Sp(na) mdvd + mwvw = (md + mw)vc 50 x 9,899 + 0 P = (50 + 60 )vc P vc = 4,4995 vc = 4,50 m·s-1 P (3) 2.5 Impuls, Dp = mdDv = 50 x (9,899 – 4,4995) P = 269,98 kg·m·s-1 P (2) 2.6 Wnet = DEk = Fnet xDxCosq Ekf - Eki = Fnet xDxCosq P 2 0 – ½ x110x 4,50 P = 60 x DxCos1800 P Dx = 18,56 m P (4) [17] VRAAG 3 3.1 “vryval” is die beweging van ʼn liggaam wanneer die enigste krag wat inwerk op die liggaam gravitasiekrag is. (a.g.v.die gewig). PP (2) 3.2 vf2 = vi2 + 2aDy P vf = √(102 + (2x9,8x20)) P = 22,181 m·s-1P (3) 3.3 vf = vi + aDt P 22,181 - 10 Dt = P 9,8 = 1,243 s P (3) 3.4 Bal bons 19 m P opwaarts na die bons. v f - vi tup = vf2 = vi2 + 2aDy a 0 - ( -19,298 02 = vi2 + 2 ( 9,8)( -19) P = 9,8 vi = 19,298 m·s-1 P = 1,969 s (3) 3.5 Die afname in die groottes van die snelhede en dus ook die verlies in kinetiese energie wys dat die botsings tussen die bal en die grond onelasties P is en energie verlore gaan deur klank P en hitte. P (maks 2) (2) 3

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 3.6 Af is positief. Nasienkriteria Grafiek begin by 10 m·s-1 P -1 Grafiek eindig by 22,18 m·s-1 P 22,18 m·s P 1,243 s aangedui P Grafiek begin by -19,30 m·s-1 P Grafiek eindig by v =0, (tyd 3,212 s) P 10m·s-1 P Positiewe helling vir beide grafiekdele P P 1,243s P Aanvaar indien die lyn skuins is -19,30m·s -1 P P Opwaarts is positief Nasienriglyne 19,30 m·s-1 Grafiek begin by 10 m·s-1 P Grafiek eindig by 22,18 m·s-1 P 1,243 s aangedui P Grafiek begin by -19,30 m·s-1 P Grafiek eindig by v =0 (tyd 3,212 s) P 1,24 s Negatiewe helling vir beide grafiekdele P -10 m·s-1 -22,18 m·s-1 (6) [19] 4

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 VRAAG 4 4.1 Die netto/ totale arbeid verrig op ʼn voorwerp is gelyk aan die verandering in die voorwerp se kinetiese energie. PP (OF die werk gedoen op ʼn voorwerp deur ʼn resultante / netto krag is gelyk aan die verandering in die voorwerp se kinetiese energie.) (2) 4.2 4.1 OPSIE 1 OPSIE 2 N/FN/krag van oppervlakte op voorwerpP N/FN/krag van oppervlakte op voorwerpP f/Ff/wrywingskrag f/Ff/wrywingskragP P Fg///wsinqP Fg/w/krag van aarde op voorwerpP Fg^/ wcosq (3) 5

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 4.3 4.3.1 OPSIE 1 OPSIE 2 vf2 = vi2 + 2aDxP Dx = viDt + ½ aDt2 P = 02 + 2 x 2 x 8 P 8 = 0xDt + 0.5x2xDt P -1 vf = 5,657 m·s Dt = 2,828 Ek = ½ mv2 P Vf = vi + aDt = 0,5 x 40 x 5,6572P = 0 + 2x2,838 P = 640,03 J P = 5,657 m·s-1 Ek = ½ mv2 P = 0,5 x 40 x 5,6572 P = 640,03 J (5) OPSIE 1 OPSIE 2 4.3.2 Wg = Fg//Dxcosq P h = 8 sin 300 = 4 m = (mg sin q) Dx cosq Ep = mgh = 40x9,8 x sin 300Px 8 x cos00P = 40 x 9,8 x 4 = 1 568 J P = 1568 J (4) POSITIEWE NASIEN VAN 4.3.1 & 4.3.2 4.3.3 Wnet = DEKP Wg + Wf = EKf - EKi 1 568 + Wf P = 640,03 - 0 P \ Wf = - 927,97 J P (4) 4.3.4 Wf = FfDxcos q P 927,97= Ff x 8 cos 1800P Ff = -115,996 N = 115,996 N P (3) [20] 6

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 VRAAG 5 5.1 Die Doppler effek is die verandering in frekwensie (of toonhoogte) van die klank waargeneem deur ʼn luisteraar omdat die klankbron en die luisteraar verskillende snelhede relatief tot die medium van klank voortbeweging het. PP (2) v ± vL 284,4 5.2 Vir motor A; FL = ( )fs, P vs = = 79 m·s-1P v ± vs 3,6 340 + 0 = ( P)1200 P 340 - 79 = 1563,218 Hz. P (5) v ± vL 5.3 Vir motor B; FL = ( )fs, v ± vs 340 + 0 1600 P = ( P)1170P 340 - v s vs = 91,375 m·s-1 P (4) 5.4 Met klank • Die snelheid in lug is vergelykbaar met die spoed van die ambulans. P Die verandering in frekwensie sal dus noemenswaardig wees en ʼn merkbare verandering toon. P Met lig • Die snelheid van lig is te hoog om te vergelyk met die snelheid van die ambulans. P Die verandering in frekwensie sal noemenswaardig wees en dus geen merkbare verandering toon nie. P (4) [15] 7

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 VRAAG 6 6.1 Wat is die verwantskap tussen die potensiaalverskil oor ʼn weerstand en die stroom deur die weerstand? PP (2) 6.2 Nasienriglyne Komponente behalwe P voltmeter wat in serie verbind is. Voltmeter in parallel oor R. P A R Alle simbole korrek. P V (3) 6.3 6.3.1 Potensiaalverskil (V ) P (1) 6.3.2 Stroom (I) P (1) 6.3.3 Temperatuur van die vaste weerstand. P (1) 6.4 Neem lesings gou/ laat tyd toe tussen die lesings sodat die weerstand afkoel.P (1) 6.5 6.5.1 Potensiaalverskil /V P 0 1 2 3 4 5 Stroom /A P 0 0,29 0,6 0,9 1,22 1,48 Alle waardes korrek in pare P (3) 8

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 6.5.2 Grafiek vanpotensiaalverskil potensiaalverskil teenoor stroom grafiek van teenoor stroom onder onder gekontroleerde omstandighede gekontroleerde omstandighede 6 5 potensiaalverskil/V 4 3 2 1 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 stroom Stroom/A/A Nasienriglyne Asse benoem P Skaal op beide asse korrek P Ten minste drie punte geplot P Reguit lyn P gaan deur die oorsprong (4) 6.5.3 Die stroom deur die weerstand is direk eweredig aan die potensiaalverskil oor die weerstand indien die temperatuur van die weerstand konstant gehou word. PP (2) 6.5.4 - Indien V teenoor I soos hierbo getrek is, stel die gradiënt die grootte van die weerstand van die resistor voor. P - Indien I teenoor V geplot word, sal die gradiënt die omgekeerde van die weerstand van die resistor voorstel. (1) [19] 9

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 VRAAG 7 7.1 V Rext = P (V = eksterne potensiaalverskil) I 12 = P 1,2 = 10 W P (3) 7.2 Opsie 1 Opsie 2 1 1 1 1 1 1 R // = R4 + R6 P R // = R4 + R6 4x 6 4x 6 R// = P R// = 4+6 4+6 = 2,4 W = 2,4 W V// = R// I R = RT - R//P =2,4 x 1,2 = 10 - 2,4 =2,88 W = 7,6 W P VR = 12 – 2,88 = 9,12 VR 9,12 R = = I 1,2 Opsie 3 = 7,6 W e = I(Rext + r) = 1,2 (2,4 + R 1,5 ) 13,8 = 1,2R + 4,68 R = 7,6 W (4) 10

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 7.3 Opsie 1 Opsie 2 Vr = Ir = 1,2x1,5 = 1,8 V P V// = IR// = (1,2)(2,4) = 2,88 V P \ emf = VT + Vr VR = IR = (1,2)(7,6) = 9,12 V P = 12 + 1,8 P Vr = 1,8 V = 13,8 V P emf = V// + VR + Vr = 2,88 + 9,12 + 1,88 = 13,8 V P (max = 3 marks) (3) 7.4 Toeneem P (1) 7.5 • Totale weerstand verminder P • Stroom vermeerder P (2) [13] 11

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 VRAAG 8 8.1 GS (generator) P (1) 8.2 splitring kommutator P (1) 8.3 a na b P (1) 8.4 wgk stroom is daardie ws wat dieselfde effek sal hê as die ekwivalente gs PP OF V (Irms = max ) 2 (2) 8.5 Vmax 8 Vrms = = = 5,657 V P 2 2 Vrms Irms = P R 5,657 = P 5 = 1,131 A P (4) 8.6.1 emaks Nasienriglyne - Begin op maks. P - Alle kwarte is positief P 0 - 1 siklus P tyd/tye (3) 8.6.2 Nee P (1) 8.6.3 Geïnduseerde emk stuur stroom deur die geleiers P sodat die emk en die stroom in fase is P daarom is die vorms van die grafieke dieselfde. (2) [15] 12

Downloaded from hlayiso.com 10841 / 18 VRAAG 9 9.1 Die foto-elektriese effek is ʼn verskynsel waarby elektrone vrygestel word P vanaf ʼn metaal se oppervlakte wanneer lig (EM bestraling) P met ʼn frekwensie gelyk of groter as die drumpelfrekwensie Pvan die metaal is waarop dit geskyn word. (2) 9.2 Werksfunksie is die minimum energie wat ʼn elektron in die metaal benodig om die elektrone uit die metaaloppervlakte vry te stel. PP (2) 9.3 c E = hfo = h P lo 3x108 = 6,63 x 10-34 Px P 600x10 -9 = 3,315 x 10-19 J P (4) 9.4 Ja P (1) 9.5 Frekwensie van blou lig is baie hoër as die van oranje lig P wat maak dat blou lig se fotone meer as genoeg energie dra om foto-elektrone uit die oppervlakte van die metaal vry te stel. P OF Aangesien W0 konstant is word addisionele energie oorgedra aan die foto-elektrone as kinetiese energie. Daarom sal die ammeter ʼn lesing gee. (2) [11] TOTAAL: 150 13