Physical Sciences Grade 12 P1 Eastern Cape Mock 2017 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2017 FISIESE WETENSKAPPE V1 PUNTE: 150 TYD: 3 uur *PHSCA1* Hierdie vraestel bestaan uit 17 bladsye, insluitende ʼn 2-bladsy gegewensblad.

Downloaded from hlayiso.com 2 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou volle NAAM en VAN in die toepaslike spasie op jou ANTWOORDEBOEK. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Nieprogrameerbare sakrekenaar mag gebruik word. 4. Toepaslike wiskundige apparaat mag gebruik word. 5. Nommer die vrae korrek volgens die nommeringstelstel wat in hierdie vraestel gebruik is. 6. Jy word aangeraai om die aangehegde GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 7. Toon ALLE formules en substitusie in ALLE bewerkings. 8. Gee kort verduidelikings, motiverings, ensovoorts, waar nodig. 9. Rond jou finale numeriese antwoord af tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke. 10. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy. 11. Alle diagramme is nie noodwendig volgens skaal geteken nie. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 3 VRAAG 1 MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier moontlike keuses word voorsien by die volgende vrae. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Kies die beste antwoord en skryf SLEGS die letter A, B, C of D langs die vraagnommer (1.1–1.10) in jou ANTWOORDEBOEK. 1.1 Watter EEN van die volgende is ʼn konserwatiewe krag? A Normaalkrag B Wrywingskrag C Toegepaste krag D Gravitasiekrag (2) 1.2 Twee voorwerpe ondervind ʼn ELASTIESE botsing in ʼn geslote sisteem. Watter EEN van die volgende kombinasies ten opsigte van momentum en kinetiese energie is korrek? Momentum bly … Kinetiese energie bly … A nie behoue nie behoue B behoue nie behoue nie C nie behoue nie nie behoue nie D behoue behoue (2) 1.3 Twee identiese ladings Q1 en Q2 word ʼn afstand r van mekaar geplaas. Die ladings ondervind ʼn elektrostatiese krag F. Indien die afstand ... is, verander die krag na 4F. Watter EEN van die volgende veranderings in r sal ʼn krag van 4F voortbring? Oorspronklike afstand Nuwe afstand A r 3r 1 B r r 4 1 C r r 2 D r r (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) 1.4 In die stroombaan hieronder het die gloeilampies X en Y weerstande van R en 3R onderskeidelik. Indien die potensiaalverskil oor Y gelyk is aan V, wat is die voltmeterlesing oor die battery? A 2V B V 1 C V 4 1 D V (2) 2 1.5 Die diagram hieronder toon lig wat op die katode van ʼn fotosel inval. Die ammeter registreer ʼn ZERO-lesing. Die intensiteit van die invallende lig word nou verhoog. Watter EEN van die volgende beskryf die verwantskap tussen die intensiteit van die invallende lig en die ammeterlesing korrek? INTENSITEIT AMMETERLESING A Neem toe Neem toe B Neem toe Bly dieselfde C Neem toe Neem af D Neem af Neem toe (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 5 1.6 ʼn Bal word geskop en beweeg teen ʼn wrywinglose skuinsvlak op en bereik punt A soos in die diagram getoon. Een van die volgende vryeliggaamdiagramme toon al die kragte wat op die bal inwerk. Die diagramme is nie volgens skaal geteken nie. A B C D (2) 1.7 ʼn Lugsak kan ʼn bestuurder teen ernstige beserings tydens ʼn botsing beskerm. Die rede hiervoor is dat soos die tyd van impak … A toeneem, neem die netto-krag af. B afneem, neem die netto-krag af. C toeneem, neem die netto-krag toe. D afneem, bly die netto-krag dieselfde. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) 1.8 Die grafiek hieronder toon die verwantskap tussen maksimum kinetiese energie (Kmaks) van die foto-elektrone en die frekwensie van invallende fotone tydens ʼn foto-elektriese effek eksperiment. Die punt gemerk P op die grafiek verteenwoordig die … A maksimum snelheid. B maksimum frekwensie. C drumpelfrekwensie. D werksfunksie. (2) 1.9 ʼn Waarnemer beweeg weg van ʼn stilstaande bron. Die toonhoogte wat die waarnemer hoor verander skynbaar want die .… A hardheid van die bron neem skynbaar toe. B frekwensie van die bron neem skynbaar toe. C frekwensie van die bron neem skynbaar af. D golflengte van die bron neem skynbaar af. (2) 1.10 Die skets hieronder verteenwoordig ʼn wisselstroom(WS)-generator. Watter EEN van die volgende ten opsigte van ʼn WS-generator is korrek? Die WS-generator ... Tipe ring gebruik A skakel meganiese energie om na Sleepringe elektriese energie. B skakel elektriese energie om na Split-ring kommutator meganiese energie. C skakel elektriese energie om na Sleepringe meganiese energie. D skakel meganiese energie om na Split-ring kommutator elektriese energie. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 7 VRAAG 2 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn 5 kg-blok rus op ʼn ruwe horisontale tafel en is deur middel van ʼn ligte, onelastiese tou wat oor ʼn ligte, wrywinglose katrol hang, aan ʼn 12 kg-blok verbind. ʼn 5 N-krag word op die 5 kg-blok teen ʼn hoek van 30° met die horisontaal soos in die diagram hieronder getoon, uitgeoefen. 2.1 Skryf Newton se Tweede Bewegingswet in woorde neer. (2) 2.2 Teken ʼn vrye-liggaamdiagram van al die kragte wat op die 5 kg-blok inwerk. (5) 2.3 Die kinetiese wrywingskoëffisiënt (µk) tussen die 5-kg blok en die oppervlak is 0,2. Gebruik Newton se Wette en bereken die grootte van die: 2.3.1 Normaalkrag wat op die 5 kg-blok inwerk (3) 2.3.2 Kinetiese wrywingskrag wat op die 5 kg-blok inwerk (2) 2.3.3 Versnelling van die 5 kg-blok (4) [16] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 3 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn Klip word vertikaal opwaarts vanaf punt A, wat 1,8 m bokant die basis van ʼn gebou is, met ʼn spoed van 15 m•s-1 geprojekteer. Die klip tref die dak van die gebou by punt X, 2,4 s nadat dit geprojekteer is. Ignoreer die effekte van lugwrywing. 3.1 Definieer die term vryval. (2) 3.2 Bereken die: 3.2.1 Tyd wat dit die klip neem om die maksimum hoogte by Y te bereik (3) 3.2.2 Spoed waarteen die klip die dak van die gebou tref (4) 3.3 Bereken die hoogte van die gebou. (6) 3.4 Skets die snelheid-tyd-grafiek van die beweging van die bal vanaf die tyd wat dit geprojekteer is, totdat dit die dak van die gebou tref. Dui die volgende op jou grafiek aan: i) Beginsnelheid ii) Tyd by Y, die maksimumhoogte iii) Eindsnelheid by X, die dak van die gebou (3) [18] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 9 VRAAG 4 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn 4 kg-houer word by punt A bokant die horisontaal gelos en dit gly 7 m vanaf A na C teen ʼn skuins helling af. Die skuins helling vanaf punt A na B is 3 m lank en is wrywingloos terwyl die helling vanaf punt B na C ʼn ruwe oppervlak is, soos in die diagram getoon. Die diagram is nie volgens skaal geteken nie. 4.1 Stel die Beginsel van Behoud van Meganiese energie in woorde. (2) 4.2 Bereken die spoed van die houer by punt B. (4) 4.3 Die houer ondervind ʼn konstante kinetiese wrywingskrag van 13,6 N soos dit vanaf B na C beweeg. 4.3.1 Stel die Arbeid-Energie-stelling in woorde. (2) 4.3.2 Teken ʼn vrye-liggaamdiagram van AL die kragte wat op die houer inwerk terwyl dit van B na C beweeg. (3) 4.3.3 Gebruik die energie-beginsels en bereken die kinetiese wrywingskrag tussen B en C indien die spoed van die houer by punt C, die onderkant van die helling, 3 m•s-1 is. (5) 4.4 Die hoek tussen die helling en die horisontaal word verminder. Hoe sal hierdie verandering die kinetiese wrywingskoëffisiënt op die houer beïnvloed? Skryf slegs TOENEEM, AFNEEM of BLY DIESELFDE. (1) [17] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 10 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 5 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn 5 g-staal albaster word horisontaal ooswaarts vanaf ʼn 2 kg-model kanon wat op ʼn plat wrywinglose horisontale oppervlak stilstaan, gevuur. Die kanon word 0,32 m vanaf ʼn vaste versperring geplaas. Op die oomblik wat die staal albaster die kanon verlaat, beweeg die kanon teen ’n konstante snelheid terugwaarts. 5.1 Stel die Beginsel vir die Behoud van Lineêre Momentum in woorde. (2) 5.2 Nadat die skoot afgevuur is, neem die kanon 0,33 s om die versperring 0,32 m weg te tref. Bereken die spoed waarteen die: 5.2.1 Kanon die versperring tref (3) 5.2.2 Staal albaster vanuit die kanon afgevuur word (4) 5.3 Die kanon bons vanaf die versperring teen ʼn spoed van 0,4 m•s-1, terug. Bereken die grootte van die impuls van die versperring op die kanon. (3) [12] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 11 VRAAG 6 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn Ambulans beweeg weg van ʼn ongelukstoneel teen ʼn konstante spoed met die sirene wat klankgolwe met ʼn frekwensie van 890 Hz voortbring. ʼn Detektor by die toneel meet 90% van die frekwensie van die klankgolwe wat die sirene voortbring soos die ambulans wegbeweeg. 6.1 Watter verskynsel word hierbo beskryf? (1) 6.2 Verduidelik in terme van golfbeweging waarom die detektor 90% van die frekwensie van die klankgolwe wat die ambulans voortbring, meet. (2) Neem aan dat die spoed van klank in lug 340 m•s-1 is. 6.3 Bereken die spoed van die ambulans. (5) 6.4 Wat is die gebruik van die Doppler-vloeimeter in die mediese veld? (1) 6.5 Die diagram hieronder toon die spektraallyne van ʼn nabygeleë ster soos vanaf die Aarde waargeneem. 6.5.1 Beweeg die ster na of weg van die Aarde? (1) 6.5.2 Vergelyk die beweging van die nabygeleë ster en die verafgeleë ster soos vanaf die Aarde waargeneem. Watter EEN van hulle beweeg vinniger? (2) [12] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 12 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 7 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) Twee metaalsfere, J en L, wat op houtstaanders geplaas word, het ladings van +3 μC en +2 μC onderskeidelik. Die diagram is nie volgens skaal geteken nie. 7.1 Stel Coulomb se Wet in woorde. (2) 7.2 Bereken die elektrostatiese krag wat deur sfeer L as gevolg van sfeer J ondervind word. (4) 7.3 Sfeer L word nou 12 cm van sfeer J geplaas. Nog ʼn sfeer, M met ʼn lading van -8 μC kom in kontak met sfeer L. Na die kontak word sfeer M op ʼn houtstaander P geplaas, 8 cm van sfeer L, soos in die diagram getoon. 7.3.1 Wat is die lading (Q) op sfeer M na kontak met sfeer L? (1) 7.3.2 Bereken die aantal elektrone wat tussen sfeer L en sfeer M na kontak oorgedra is. (3) 7.3.3 Teken die elektriese veldpatroon as gevolg van die lading op sfeer J en sfeer L na kontak. (3) 7.4 Bereken die netto elektriese-veldsterkte of sfeer L as gevolg van sfeer J en sfeer M na kontak. (6) [19] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 13 VRAAG 8 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) 8.1 ʼn Wisselstroom(WS)-generator word op ʼn plaas geïnstalleer en die volgende emk teenoor tyd grafiek word gelewer. Die wortel van gemiddelde kwadraat- stroom is 3% van die wortel van gemiddelde kwadraat-spanning. 8.1.1 Wat verteenwoordig 94,3 V op die grafiek? (1) 8.1.2 Bereken die gemiddelde drywing vir hierdie generator. (4) 8.1.3 Watter veranderings moet aan die bogenoemde WS-generator gemaak word om dit na ʼn GS-generator te verander? (2) 8.2 ʼn Soeklig met ʼn ohmiese gloeilamp is gemerk 90 V en 56 W. 8.2.1 Bereken die weerstand van die gloeilamp. (4) Die soeklig word nou aan die WS-generator wat in VRAAG 8.1 hierbo beskryf is, gekoppel. 8.2.2 Verduidelik hoe die helderheid van die gloeilamp nou sal verander. Kies uit TE HELDER, REGTE HELDERHEID of TE DOF. Verduidelik jou antwoord. (2) [13] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 14 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 9 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn Battery word in ʼn stroombaan soos in die diagram hieronder getoon, gekoppel. Indien skakelaar S1 oop is, vloei die stroom en die voltmeter V se lesing is 22,14 V. 9.1 Skyf die term wat die voltmeterlesing beskryf indien die skakelaar S 1 oop is, neer. (1) 9.2 Indien albei skakelaars gesluit is, verminder die voltmeterlesing na 21,24 V en die ammeter se lesing is 4,5 A. Bereken die: 9.2.1 Interne weerstand van die battery (4) 9.2.2 Effektiewe weerstand van die parallelle verbinding (6) 9.3 Noem EEN faktor wat sal veroorsaak dat die lesings verander. (1) 9.4 Skakelaar S2 word nou geopen. Sal die voltmeterlesing TOENEEM, AFNEEM of DIESELFDE BLY? (1) [13] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 15 VRAAG 10 (Begin op ʼn NUWE bladsy.) ʼn Groep wetenskaplikes doen ʼn ondersoek deur vyf verskillende ligbronne A, B, C, D en E met verskillende golflengtes op ʼn platinummetaaloppervlak te skyn. Hulle meet die maksimum kinetiese-energieë van die uitgestraalde foto-elektrone en stel die volgende grafiek op. Ek (maks.) ( × 10-18 J ) f ( × 1015 Hz ) 10.1 Definieer die werksfunksie van ʼn metaal. (2) 10.2 Gebruik die inligting vanaf die grafiek en bereken die werksfunksie van die platinummetaal. (3) 10.3 Hoe sal die aantal uitgestraalde elektrone beïnvloed word: (Kies slegs VERMEERDER, VERMINDER of BLY DIESELFDE.) 10.3.1 Indien die intensiteit van ligbron A verhoog word (1) 10.3.2 As ligbron B in plaas van ligbron A gebruik word (1) 10.4 Bereken die spoed van ʼn uitgestraalde elektron indien ligbron C op die platinummetaal geskyn word. (3) [10] TOTAAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com 16 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2017) 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 SYMBOL/ NAME/NAAM VALUE/WAARDE SIMBOOL Acceleration due to gravity / Swaartekragversnelling g 9,8 m•s-2 Universal gravitational constant / Universelegravitasiekonstant G 6,67 × 10-11 N•m2.kg-2 Speed of light in a vacuum / Spoed van lig in ʼn vakuum c 3,0 × 108 m•s-1 Planck's constant / Planck se konstante h 6,63 × 10-34 J•s Coulomb's constant / Coulomb se konstante k 9,0 × 109 N•m2•C-2 Charge on electron / Lading op elektron e -1,6 × 10-19 C Electron mass / Elektronmassa me 9,11 × 10-31 kg Mass of earth / Massa op aarde M 5,98 × 1024 kg Radius of earth / Radius van aarde RE 6,38 × 103 km TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES MOTION/BEWEGING v f  vi  a t Δx  v i Δt  21 at 2 or/of Δy  v i Δt  21 at 2  v  vf   v  vf  v f  v i  2ax or/of v f  v i  2ay 2 2 2 2 Δx   i  Δt or/of Δy   i  Δt  2   2  FORCE/KRAG Fnet  ma p mv fsmax = µsN fk = µkN Fnett  p w  mg p  mv f  mv i Gm 1 m2 M F  2 g = G d2 d WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING W  Fx cos  U  mgh or/of EP  mgh Wnet  K or/of Wnet  Ek 1 1 K mv 2 or/of E k  mv 2 2 2 K  K f  Ki or/of Ek  Ekf  Eki W Wnc  K  U or/of Wnc  Ek  Ep P t Pav  Fv Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 17 WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG 1 vf T f v  vL v  vL c fL  fs fL  fb E  hf or/of E  h v  vs v  vb  E  Wo  E k where/waar 1 1 E  hf and/en W0  hf0 and/en E k  mv 2 or/of K max  mv max 2 2 2 ELECTROSTATICS/ELEKTROSTATIKA kQ Q kQ F  12 2 E 2 r r V F E E d q W Q V n= q qe ELECTRIC CIRCUITS/ELEKTRIESE STROOMBANE V emf ( ε ) = I(R + r) R I emk ( ε ) = I(R + r) R s  R1  R 2  ... 1 1 1 q  I t    ... R p R1 R 2 W = Vq W P Δt W = VI  t P = VI W= I2R  t P = I2R V 2 Δt V2 W= P R R ALTERNATING CURRENT/WISSELSTROOM Paverage  Vrms I rms / Pgemiddeld Vwgk I wgk I max Imaks I rms  / I wgk  2 2 Paverage  I rms 2 R / Pgemiddeld I 2wgkR Vmax Vmaks Vrms  / Vwgk  V2 2 Vwgk 2 2 Paverage  rms / Pgemiddeld R R Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com