Physical Sciences Grade 12 P1 Gauteng Mock 2018 QP

Downloaded from hlayiso.com 6 q CLAY eo GAUTENG PROVINCE Sy Ne REPUBLIC OF SOUTH APICY, GAUTENGSE DEPARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN 2018 TYD: 3 uur PUNTE: 150 15 bladsye + 4 datablaaie FISIESE WETENSKAPPE: Vraeetel 1 0 X10 nn b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 2 (Vraestel 1) 10841/18 GAUTENGSE DEPARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN -— 2018 FISIESE WETENSKAPPE (Vraestel 1) TYD: 3 uur PUNTE: 150 INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. 10. 11. Die vraestel bestaan uit 9 vrae. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDBOEK. Begin elke vraag op n NUWE bladsy in die ANTWOORDBOEK. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel gebruik in hierdie vraestel. Los EEN lyn oop tussen twee onderafdelings, byvoorbeeld tussen Vraag 2.1 en Vraag 2.2. Jy mag ‘n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. Jy mag geskikte wiskundige instrumente gebruik. Jy word aangeraai om die aangehegte DATAVELLE te gebruik. Wys ALLE formules en vervangings in ALLE berekeninge. Rond jou finale numeriese antwoorde af tot in minimum van TWEE desimale plekke. Gee kort motiverings, besprekings, ens. waar gevra. Skryf netjies en leesbaar. b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 3 (Vraestel 1) 10841/18 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word gegee as moontlike antwoorde vir die volgende vrae. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A — D) van jou keuse langs die vraagnommer (1.1 — 1.10) in die ANTWOORDEBOEK, bv. 1.11 D. 1.1 Watter een van die volgende fisiese hoeveelhede is gelyk aan die produk van die netto krag en die verandering in tyd? A Drywing B Impuls C Energie D_Arbeid (2) 1.2 ‘in Heel baksteen met in massa m en ‘n halwe baksteen met ‘nh massa ‘4m, val vry vanaf die 10 vioer van 'n gebou. Ignoreer alle effekte van wrywing. Wanneer die bakstene 4 meter bokant die grond is, het hulle dieselfde ... A _ kinetiese energie. B __potensiéle energie. C sversnelling. D momentum. (2) 1.3 in Pakkie word laat val vanaf twee verskillende hoogtes vanuit 'n warmlugballon. In die eerste geval is die afstand tussen die ballon en die grond H en dit neem t sekondes om die grond te bereik. In die tweede geval word die pakkie laat val vanaf 'n hoogte van 4H. iy 4H I | | | + J | H } t Die tyd wat dit die pakkie neem om te val vanaf die hoogte 4H tot op die grond in vergelyking met die tyd t wat die pakkie val vanaf H is: Grond A t B 2t Cc 4t D 16t (2) b.o.

1.4 1.5 Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 4 (Vraestel 1) 10841/18 n Bal rol opwaarts teen 'n gladde helling. Die bal stop vir in oomblik by ’n punt oppad boontoe en rol terug na die punt waar dit die eerste keer losgelaat is. Watter EEN van die volgende snelheid-tyd grafieke is die beste voorstelling van die beweging van die bal? A B Cc D ry 7 -——_ < e ' vn 5 E E 4 E 20 >» 30 om) i 30 2 18) 3 «S) 3 OE; \ ws) 7) a t te) ‘ (2) 'n Passasier ry in die aand in 'n motor wat teen fn konstante snelheid beweeg. Hy neem waar dat in motor agter hom is as gevolg van die motor se ligte en klank. Indien die passasier ’n hoér frekwensie hoor as wat deur die enjin van die motor agter hulle vrygestel word, dan beweeg die motor agter hulle teen ... dieselfde spoed as hulle. ‘n vinniger spoed as hulle. 'n stadiger spoed as hulle. geen spoed, met die ligte aan en die enjin wat draai teen konstante hoé revolusies. (2) uOD>F

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 1.6 Twee klein teenoorgesteld gelaaide sfere op ' geisoleerde opperviakte word n afstand r van mekaar gehou soos in die diagram getoon. Wanneer die sfere gelyktydig losgelaat word, rol hulle na mekaar toe as gevoig van fF EF die elektrostatiese aantrekkingskrag. Watter EEN van die volgende grafieke verteenwoordig die grootte van die krag ondervind deur elke sfeer as 'n funksie van die afstand r tussen hulle midde!punte? A B Cc D a | iw KO —$_._ —- r r r 1.7 Die vryliggaamdiagram hieronder wys die relevante groottes en rigtings van al die kragte wat inwerk op it voorwerp wat inn reguit lyn opwaarts teen ' helling beweeg. Alle kragte is op skaal geteken. Fg sin 6 Fa Fgcos @ Die kinetiese energie van die voorwerp ... A B c D vermeerder. verminder. is nul. bly dieselfde. (2) (2) b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 6 ({Vraestel 1) 10841/18 1.8 ‘n Battery met 'n emk € en n interne weerstand r verbind aan ‘n weerstand R soos getoon in die diagram hieronder. nn Tweede weerstand met dieselfde weerstand as R word in parallel verbind met R. Hoe sal die voltmeter- en ammeterlesings verander wanneer die tweede weerstand in die stroombaan bygevoeg word? Voltmeterlesing Ammeterlesing A Vermeerder Vermeerder B Verminder Vermeerder Cc Vermeerder Bly dieselfde D Bly dieselfde Verminder (2) b.o.

1.9 1.10 Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 7 (Vraestel 1) 10841/18 in Eksperiment word gedoen om die effek van 'n magneetveld te ondersoek op n stroomdraende geleier, Y, wat geplaas word binne n magneetveld. X en Zis pole van magneetpole. Wanneer h stroom deur Y vioei, beweeg die geleier afwaarts soos getoon deur die pyl. Watter een van die volgende kombinasies, aangaande die polariteite van die magnete en die rigting van die stroom, is korrek? Polariteit X | Polariteit Z Rigting van stroom Y A Suid | Noord Uit die bladsy uit B Noord Noord In die bladsy in Cc Noord LSuid Uit die bladsy uit D i Noord | Suid in die bladsy in (2) Elektronoordrag vind plaas in in atoom soos getoon in die diagram hieronder. In elke oordrag word fotone vrygestel. 3°0«O&5 il MN liv iT NO woh s ii] n=1 Indien die vrygestelde fotone alma! in staat is om foto-elektrone vry te stel vanuit 'n sekere metaal, watter foton sal die elektrone met die laagste kinetiese energie vrystel? A | Bol Cc oll D OW (2) [20] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 8 (Vraestel 1) 10841/18 VRAAG 2 (Begin op ’n nuwe bladsy) n 50 kg cefenpop word vasgemaak aan die punt van 'n 5 m onelastiese ligte tou. Die ander punt word vasgemaak aan ‘n vaste punt P wat 5 m vertikaal bokant n stilstaande waentiie is. Die oefenpop word opwaarts getrek na punt A op son manier dat die tou ten volle uitgestrek is en horisontaal gehou word soos in die diagram heironder getoon. Wanneer die oefenpop vrygelaat word, swaai dit afwaarts langs die pad aangetoon met die stippellyn. Sodra die pop die stilstaande waentjie bereik, kom dit los van die tou, val plat op die waentjie en sit vas daaraan. Die massa van die waentjie is 60 kg. Die waentjie en die oefenpop beweeg saam as ‘hn eenheid na regs. 50 kg oefenpop . a ve eee eeeeeeeeeee @® ‘5m we |» Rigting van beweging B Fr=60N 60 kg waentiie 2.1. Stel die wet van behoud van meganiese energie. (2) 2.2 Bereken die grootte van die snelheid van die oefenpop wanneer dit die laagste punt B bereik. (4) Indien die oefenpop en die waentjie na regs as n eenheid beweeg, word ‘n konstante wrywingskrag van 60 N op die wiele van die waentjie uitgeoefen soos getoon. 2.3. Stel die beginsel van behoud van liniére momentum. (2) 2.4 Bereken die... 2.4.1 aanvanklike snelheid van die oefenpop en die waentjie nadat die oefenpop op die waentjie beland. (3) 2.4.2 impuls op die oefenpop. (2) 2.4.3 afstand beweeg deur die oefenpop- en waentjiekombinasie totdat dit tot rus kom. (4) [17] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 9 (Vraestel 1) 10841/18 VRAAG 3 (Begin op ’n nuwe bladsy.) ‘n Tennisbal word vertikaal afwaarts gegooi van die bokant van in 20 m hoé gebou teen 'n snelheid van 10 m-s". Die bal bons van die grond af en bereik ‘n hoogte van 1m onderkant die punt vanwaar dit afwaarts geprojekteer is. Ignoreer lugweerstand en enige horisontale beweging van die bal. oo Fe) tm ' Tia H / 20m ! \ " | \ yx il -~* 3.1 Verduidelik vryval. (2) | 3.2 Bereken die grootte vari die snelheid waarmee die bal die grond tref. (3) 3.3 Bereken die tyd wat dit die bal neem om die grond te bereik nadat dit gegooi is. (3) 3.4 Bereken die grootte van die snelheid waarmee die bal die grond verlaat na die bons. (3) 3.5 _ Is hierdie botsing van die bal met die grond elasties of onelasties? Gee fn rede vir jou antwoord. (2) 3.6 Skets die sne/heid-tydgrafiek van die bal se beweging vanaf die oomblik wat dit gegooi is tot maksimum hoogte na die bons. Jou skets moet waardes wys by die volgende punte: e Snelheid waarteen die bal gegooi is e Snelheid net voor die bai gegooi is e Snelheid net na die bons * Tyd na die projeksie wat dit van die grond af gebons het (5) [19] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 10 VRAAG 4 (Begin op’n nuwe bladsy.) 'n 40 kg boks gly vanuit rus teen ’n growwe helling af, met'n lengte van 8 m. Die boks begin die afwaartse beweging vanaf 'n hoogte H bokant die horisontaal. Die helling maak ‘n hoek van 30° met die horisontaal. Terwyl die boks by die helling afgly ondervind dit 'n konstante versnelling van 2 ms” ry > — ry Pal 0 30 4.1 Stel die Arbeid-energie beginsel in woorde. 4.2 Teken’n vryliggaamdiagram wat AL die kragte wat op die voorwerp inwerk terwyl dit by die helling afbeweeg, wys. 4.3. Bereken die volgende: 4.3.1. Die kinetiese energie van die boks soos dit die onderkant van die helling bereik 4.3.2 Die arbeid verrig op die boks deur die gravitasiekrag 4.3.3. Die arbeid verrig op die boks deur die wrysingskrag deur gebruik te maak van die arbeid-energie beginsel 4.3.4 Die grootte van die wrywingskrag wat op die boks inwerk (2) (2) (5) (4) (4) (3) [20] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 11 (Vraestel 1} 10841/18 VRAAG 5 (Begin op ‘n nuwe bladsy.) Twee renmotors nader die wenstreep soos getoon in die diagram hieronder. Motor A nader die wenstreep teen ‘n spoed van 284,4 km-h. Die enjin van motor A stel 'n klank vry met 'n frekwensie van 1200 Hz. -Aanvaar dat die spoed van klank 340 m-s" is, | Motor A Motor B Va = 284,4 km-h™ Fe = 1170 Hz Fa = 1200 Hz 5.1 Stel die Doppler-effek. 5.2 Vir motor A, watter frekwensie van die enjin se klank sal 'n man by die wenstreep hoor? 5.3 'n Tweede renmotor, B, stel 'n klank vry met’n frekwensie van 1170 Hz wat gehoor word deur 'n man by die wenstreep as 1 600 Hz. Wat is die spoed van motor B? 5.4 ‘in Ambulans jaag na fn ongelukstoneel met’n sirene wat aan is en rooi ligte wat flits. Verduidelik waarom daar ih merkbare verandering in die sirene se frekwensie is wanneer die ambulans ‘nh luisteraar nader, maar daar geen merkbare verandering in die kleur van die rooi lig is nie. (2) (4) (4) (5) [15} b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 42 (Vraestel 1) 10841/18 VRAAG 6 (Begin op ’n nuwe bladsy.) Leerders word voorsien van apparaat soos getoon in die diagram hieronder. Hulle ondersoek die verband tussen stroom (/) wat deur 'n weerstand vioei en die potensiaalverskil (V) oor die weerstand. wes = — 6.1. Skryf die ondersoekende vraag neer. 6.2 Teken’n stroombaandiagram om te wys hoe die leerders die apparaat moet verbind vir 'n suksesvolle ondersoek. 6.3 Identifiseer: 6.3.1 Die onafhanklike veranderlike 6.3.2 Die afhanklike veranderlike 6.3.3. Die veranderlike wat beheer moet word 6.4 Verduidelik hoe jy te werk sal gaan om die veranderlike genoem in Vraag 6.3.3 sal kontroleer. 6.5 _ Die leerders noteer die volgende lesings van hul resultate soos waargeneem gedurende die ondersoek: aanvanklike voltmeterlesing (V) is 0,00 terwy! die ammeterlesing (A) 0,00 is; wanneer A 0,29 is, is V 1; wanneer A 0,6 is, is V 2; Ais 0,9 wanneer V 3 is; wanneer A 1,22 is, is V 4; Ais 1,48 wanneer V 5 is. 6.5.1. Herskryf die resultate in 'n geskikte tabel. 6.5.2. Teken ‘hn volledig benoemde grafiek van die resultate. 6.5.3 Skryf'n geskikte gevolgtrekking vir hierdie ondersoek. 6.5.4 Watter fisiese grootheid word deur die gradiént van die grafiek voorgestel? (2) (3) (1) (1) (1) (3) (4) (2) (1) [19]

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 13 VRAAG 7 (Begin op ’n nuwe bladsy.) In die stroombaandiagram hieronder is die potensiaalverskil oor die terminale van die battery 12 V wanneer die stroom 1,2 A is. Die battery het 'n interne weerstand van 1,5 9. Die weerstand van die ammeter en die verbindingsdrade kan geignoreer word. re 7.2 1.3 14 7.5 >a} — L_hy y}+_—_--& —}-__ Bereken die weerstand van die eksterne weerstande in die stroombaan. Bereken die weerstand van weerstand R. Bepaal die emk van die battery. nh Weerstand met n weerstand van 2 9 word verbind tussen punte X en Y. Hoe sal dit die ammeterlesing beinvioed? Antwoord deur slegs VERMEERDER, VERMINDER of BLY DIESELFDE te skryf. Verduidelik die antwoord vir Vraag 7.4. (3) (4) (3) (1) (2) [13] b.o. +

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 14 VRAAG 8 (Begin op ’n nuwe bladsy.) Die diagram hieronder wys 'n tipe generator. Die spoel roteer kloksgewys. 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 Noem hierdie tipe generator (WS of GS). Gee n rede vir jou antwoord vir Vraag 8.1. Vir die posisie van die spoel soos getoon, gee die rigting waarin die stroom sal vioei. (Skryf slegs a tot b of b tot a.) Definieer die term wgk-stroom. Indien die voltmeter n maksimum potensiaalverskil uitset van 8 V gee oor die 5 QO weerstand, bereken die wgk-stroom uitset van die generator. Gebruik die spoel in die horisontale posisie soos getoon as die begin: 8.6.1 8.6.2 8.6.3 Teken n sketsgrafiek van die potensiaalverskil uitset vir een siklus van die spoel. Sal die uitset-stroom grafiek van die generator verskil van die uitset potensiaalverskil grafiek? (Skryf slegs JA of NEE.) Verduidelik jou antwoord vir Vraag 8.6.2. (1) (1) ue) (2) (4) (3) (1) (2) [15] b.o.

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 15 VRAAG 9 (Begin op ’n nuwe bladsy.) Die stroombaan hieronder getoon, word gebruik om die foto-elektriese effek te ondersoek. n Invalstraal van oranje lig met fn golflengte van 600 nm is genoeg om die elektrone uit die metaal se opperviakte vry te stel. Die vrygestelde elektrone het geen kinetiese energie nie. 9.1 9.2 3.3 9.4 9.5 Metaal opperviakte vakuum Invalstraal ontvanger or em mm fa a Ya Verstelbare kragbron Beskryf kortliks wat die fote-elektriese effek is. Definieer werksfunksie (W,) van metaal. Bereken die werksfunksie van die metaal. Die oranje lig word dan vervang met 'n dowwe blou lig. Sai die milli-ammeter fn foto- stroom waarneem? (Antwoord JA of NEE.) Verduidelik jou antwoord vir Vraag 9.4. EINDE TOTAAL: (2) (2) (4) (1) (2) [11] 150

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA 16 (Vraestel 1) 10841/18 DATA VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 1 (FISIKA) TABEL 1: FISIESE KONSTANTE NAAM SIMBOOL WAARDES orautasion as gevolg van g 9.8m-s2 Universele gravitasiekonstante G 6,67 x 107 N-m*-kg? Spoed van lig inn vakuum c 3,0 x 10° ms” Planck se konstante h 6,63 x 10% Js Coulomb se konstante k 9,0 x 10°N-m?-C? Lading op elektron e 1,6x10%C Elektronmassa Me 9,11. x 10°" kg Massa van die Aarde M 5,98 x 10% kg Radius van die Aarde Re 6,38 x 10°m

Downloaded from hlayiso.com TABEL 2: FORMULES BEWEGING FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 17 Vp=vjt+aAt Ax =v At+ Jat? of Ay=v,At+ tat? Vv) =v, + 2adx of v,? =v,? + 2aAy KRAG Fie =ma p= im f= u,N f = HN F,.At =Ap w=mg | Ap= mv, —mv, mm, mm, M M = d = =G— of =G— : F=G € of F=G 2 g € fe) g 2 ARBEID, ENERGIE EN DRYWING | W=FAxcos@ U=mgh of E,=mgh | 1 4 Wret = AK of Wre = AE, | K= > mv? of E, = 5 mv? [ AK=K,-K, of AE, =Ey -Ey | W,, =AK +AU of W,, = AE, +AE, pa Pave = FVave Pyem = FV oem

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 18 GOLWE, KLANK EN LIG v=fa t-1 f f-veee f =e, E=hf of E=ho viv, viv, a E=W,+Eqmy Of E=Wot+Kna waar E=hf en W,=hf, eM Eximany = FTV 9 Of Kirax = Ln ELEKTROSTATIKA r r yew eat q q Q Q n=— _ of n=— e de

Downloaded from hlayiso.com FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (Vraestel 1) 10841/18 19 ELEKTRIESE STROOM emf(e)=I(R +r) R=» I emk(e)=I(R+n) R, =R,+R.+ 1211 q=lAt R, R, Rz W=Vi q pe w. W=VlAt w= PRaAt pu — [2 | ay. V2At ann | W=—- a | R R WISSELSTROOM a | Paw =Virslim 1 Pan = Vag age [=m / L., =omaks 1 rms ‘wok j H | v2 v2 Pive =ThaR f Prem = Bor V, V, Vine — —max / Vo =— mals 2 v2 | V2 we 2 | pM pp Ne

Downloaded from hlayiso.com