Physical Sciences Grade 12 North West Mock 2019 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (V1) SEPTEMBER 2019 PUNTE: 150 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 13 bladsye en 3 gegewensblaaie. Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 2 NW/September 2019 NSS INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit 10 vrae. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. 2. Begin elke vraag op ʼn NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK. 3. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 4. Laat EEN reël oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. 5. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 6. Jy mag toepaslike wiskundige instrumente gebruik. 7. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 8. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. 9. Rond jou FINALE numeriese antwoorde tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke af. 10. Gee kort (bondige) motiverings, besprekings, ensovoorts waar nodig. 11. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 3 NW/September 2019 NSS VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommer (1.1 – 1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.11 D. 1.1 ʼn Motorkar, met massa m, en trok, met massa 3 m bots kop aan kop. Net voor die impak, beweeg die kar en die trok teen dieselfde spoed v. Die kar oefen ʼn krag FC op die trok uit en die trok oefen ʼn krag FT op die kar uit. Kies die een stelling wat die grootte van die kragte wat op mekaar inwerk by impak tussen die motor en die trok die beste beskryf. A FC = FT B FC < FT C FC = 0 N D FC > FT (2) 1.2 Die diagram toon ʼn blok wat teen ʼn wrywinglose vlak afgly. In watter rigting versnel die blok wanneer dit by punt P verby beweeg. A B C D (2) Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 4 NW/September 2019 NSS 1.3 ʼn Vuurpyl word vertikaal opwaards afgevuur deur ʼn vuurpyllanseerder. Die onderstaande snelheid tyd grafiek stel die beweging van die vuurpyl voor. Watter punt (1, 2, 3 of 4) op die grafiek toon waar die vuurpyl ʼn maksimun potensiële energie het. Snelheid in (m·s -1) 2 200 3 0 Tyd in (s) 1 -200 4 (2) A 1 B 2 C 3 D 4 (2) 1.4 Danie trek ʼn blok oor ʼn growwe oppervlak teen ʼn konstante spoed. Die kragte wat op die blok inwerk word op die onderstaande diagram aangetoon. Die kragte is nie geteken volgens skaal nie. N F fk w Watter een van die volgende verwantskappe van die kragte F, fk, N en w is korrek? A F = fk en N = w B F > fk en N < w C F < fk and N > w D F = fk en N < w (2) Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 5 NW/September 2019 NSS 1.5 Deur gebruik te maak van ʼn onrekbare tou met weglaatbare massa, trek Ben ʼn boks oor ʼn horisontale oppervlakte deur ʼn konstante krag FA op dit uit te oefen. Die boks beweeg teen ʼn kostante snelheid van posisie A na posisie B. ʼn Konstante weerstandskrag fk werk op die boks in. FA FA A B Watter een van die volgende stellings rakende die beweging van die boks van A tot B is waar? A Die werk wat die gravitasie krag op die boks uitoefen is nie nul nie. B Die totale werk wat deur die netto krag op die boks uitgeoefen word is nie nul nie. C Die werk wat deur krag fk op die boks gedoen word is positief. D Die grootte van die werk wat op die boks deur FA gedoen word, is gelyk aan die grootte van die werk wat deur fk gedoen word. (2) 1.6 Simon gee moontlike verduidelikings van die waargenome verskuiwing in die ligspektrum vanaf ʼn verafgelëe planeet. Kies die KORREKTE stelling: Simon sê dat die … A blou verskuiwing van die spektrum ʼn aanduiding is dat die planeet na die aarde beweeg. B rigting waarin die planeet beweeg het geen invloed op die spektrum nie. C rooi verskuiwing van die spektrum is ʼn aanduiding dat die planeet na die aarde toe beweeg. D wind het ʼn invloed op die verskuiwing van die spektrum. (2) Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 6 NW/September 2019 NSS 1.7 Twee klein voorwerpe P en R het onderskeidelik ʼn lading +Q en +Q. Hulle oefen ʼn krag van F op mekaar uit. P R +Q +Q R word nou +6 Q gelaai soos in die skets aangetoon. P R +Q +6Q As die afstand tussen P en R dieselfde bly, wat is die krag nou op P? A 3F B 2F C F D F (2) 1.8 Twee ladings, +2 C en -2 C, word in vasgestelde posisies A en B onderskeidelik geplaas. ʼn Positiewe toetslading word in posisie C geplaas. C B -2 C A +2 C Watter een van die volgende pyle dui die rigting van die netto-elektriese veld by punt C aan? A B C D (2) Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 7 NW/September 2019 NSS 1.9 Vier identiese weerstande, elk met ʼn weerstand van R, word tussen punte X en Y gekoppel soos aangetoon in die diagram. X Y Wat is die effektiewe weerstand tussen punte X en Y? A R B 2R C 4R D R (2) 1.10 ʼn Elektron word vrygestel met ʼn maksimum spoed van x m∙s-1 van ʼn metaal oppervlakte wanneer ʼn ligfoton op die oppervlakte inval. As die elektron ʼn massa van 2y kg het, wat sal die werkfunksie van die metaal wees as die ligfoton 4yx 2 J energie besit? A mx2 B 2yx 2 C yx2 D 3yx 2 (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 8 NW/September 2019 NSS VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Pieter doen weerstandsoefening. Pieter hardloop teen ʼn konstante snelheid van 8 m∙s-1 op ʼn horisontale baan. Pieter oefen ʼn krag F op die tou uit wat om sy heupe vasgemaak is. Die tou maak ʼn hoek van 14o met die horisontaal. Hy trek twee groot motorbuitebande wat aan mekaar vas gemaak is met ʼn ligte onrekbare tou soos angetoon in die onderstaande diagram. Band A het ʼn massa van 10 kg en band B het ʼn massa van 15 kg. F 15 kg 10 kg B T A 14o 2.1 Stel Newton se Eerste Bewegings Wet in woorde. (2) 2.2 Verduidelik waarom die twee buitebande dieselfde weerstands koëfisiënt het. (2) 2.3 Die kinetiese weerstands koëefisient tussen die buitebande en die gras is 0,6. 2.3.1 Teken ʼn benoemde vryliggaamdiagram van al die kragte wat op band B inwerk. (4) 2.3.2 Bereken die grootte van die weerstandskrag op band B. (3) 2.3.3 Bereken die grootte van die krag F wat deur Pieter uitgeoefen word. (6) 2.4 Die tou tussen die bande breek onverwags. 2.4.1 Bereken die versnelling van band B direk nadat die tou breek. (2) 2.4.2 Stel die arbeids-energie beginsel in woorde. (2) 2.4.3 Gebruik die arbeids-energie beginsel om te bereken hoe ver band B sal beweeg voordat dit tot stilstand kom. (4) [25] Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 9 NW/September 2019 NSS VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) John, massa, 80 kg, val oor die rand van ʼn 75 m hoë toring met ʼn baie sterk elastiese koord wat aan sy enkels vasgemaak is. Nadat hy ʼn afstand van x m geval het beweeg hy verby punt A met ʼn spoed van 31 m∙s-1 net voor die elastiese koord sy val vertraag. Ignoreer die massa van die tou en die lugweerstand. xm A 10 m B Ground 3.1 Verduidelik die term vryval. (2) 3.2 Gebruik bewegingsvergelykings en bereken die afstand x wat John val om sy maksimum spoed van 31 m∙s -1 te bereik. (3) Die tou rek 10 m uit voordat John tot stilstand kom by B, die laagste punt van sy beweging. Die oomblik wat hy tot stilsand kom val sy kamera (met weglaatbare massa) uit sy hande uit. Die elastiese band trek John terug in die lug op. Met die terug beweeg bereik John ʼn snelheid van 25 m∙s-1 opwaads by punt A. 3.3 Bereken deur slegs van energie beginsels gebruik te maak, John se gemiddelde versnelling soos wat die elastiese koord hom opwaards trek van B na A. (4) 3.4 Hoe lank sal dit John se kamera neem om vanaf punt B die grond te bereik? (5) 3.5 Hoe hoog bo die grond sal John wees die oomblik as sy kamera die grond tref. (6) 3.6 Uiteindelik kom John tot rus 50 m van die bopunt van die toring af. John word opgetrek teen ʼn konstante snelheid van 2 m∙s -1 deur ʼn elektriese motor. Bereken die motor se gemiddelde drywing. (3) [23] Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 10 NW/September 2019 NSS VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Tom, met ʼn massa 65 kg gly op ʼn bergpad en val 5 m vertikaal afwaards. Gelukkig land hy op ʼn 100 kg boot wat saam met die rivier beweeg. 4.1 Definieer impuls. (2) 4.2 Die boot beweeg teen ʼn konstante snelheid van 5 m∙s -1 die oomblik wat Tom die boot tref. Bereken die snelheid van die boot en Tom net nadat Tom in die boot land. (5) Die boot bots teen ʼn rots in die rívier net nadat Tom in die boot val. Dit neem die boot 0,2 s om tot stilsand te kom. 4.3 Bereken die gemiddelde krag wat die rots op die boot uitoefen. (4) [11] VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Klankbron produseer ʼn konstante frekwensie van 384 Hz. Die spoed van klank in lug is 340 m∙s-1 en die spoed van klank in water is 1500 m∙s-1. 5.1. Bereken die golflengte van klank in lug. (3) 5.2. Hoe sal die golflengte van dieselfde klank in water vergelyk met die golflente in lug? Kies tussen LANGER, KORTER of DIESELFDE. (1) 5.3. Wat sal met die frekwensie van ʼn klankgolf gebeur wanneer dit van lug na water beweeg? Skryf slegs TOENEEM, VERMINDER OF BLY DIESELFDE. (1) Dieselfde stilstaande klankbron met ʼn detektor word gebruik om die spoed van ʼn dolfyn wat met ʼn konstante snelheid onder die water swem te bepaal. Daar word gevind dat die frekwensie wat van die dolfyn terug ontvang word 391 Hz is. 5.4 Swem die dolfyn na of weg van die klankbron af? (1) 5.5 Bereken die spoed van die dolfyn. (6) [12] Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 11 NW/September 2019 NSS VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Drie puntladings, X, Y en Z, word op vasgestelde posisies geplaas soos aangetoon in die diagram. Die ladings van X en Y is +3 µC en +2 µC respektiewelik. N X W E r S 1 r Y 2 Z 6.1 Defieer Coulomb se wet in woorde. (2) 6.2 Y ondervind ʼn netto krag van 5 x 10-3 N in rigting 32o suidoos van die lyn wat ladings Y en Z verbind. Bereken die : 6.2.1 Die grootte van die krag van X op Y. (2) 6.2.2 Die grootte en die polariteit van die lading op Z. (7) [11] VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) In die volgende diagram is die netto elektriese veldsterkte by punt p as gevolg van V en W 2 x 10-2 NC-1 na regs. Die afstand tussen V en p is 2 cm en tussen p en W is 3 cm. Die groottes van die ladings op V en W is gelyk. V p W 2cm 3 cm 7.1. Bepaal die aard van die lading op W (skryf slegs POSITIEF of NEGATIEF). (1) 7.2 Teken die elektriese veldlyne rondom lading W. (3) 7.3. Definieer elektriese veld in woorde. (2) 7.4. Bereken die lading op V. (5) [11] Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 12 NW/September 2019 NSS VRAAG 8 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Battery met ʼn 12 V emk en 1 Ω interne weerstand is gekoppel in ʼn stroombaan soos hier onder getoon. 3Ω 2Ω 6Ω 4Ω 1Ω 8.1. Definieer emk in woorde. (2) 8.2. Bereken die: 8.2.1 Totale weerstand van die stroombaan (4) 8.2.2 Voltmeterlesing oor die 4 Ω weerstand (4) 8.2.3 Energie vrygestel in die 4 Ω weerstand in 2 minute (3) [13] VRAAG 9 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die volgende grafiek is die resultaat van die potentiaalverskil wat verkry is van ʼn diesel generator. Die frekwensie van die generator is 30 Hz. 311 V tx 9.1 Bereken die tyd tx. (3) 9.2 Definieer wgk stroom (Iwgk). (2) Die wgk stroom is 12 A. 9.3 Bereken die gemidelde drywing wat deur die generator opgewek word. (4) 9.4 Bereken die piek stroom vir hierdie generator. (2) 9.5 Teken die ooreenstemmende grafiek van stroomsterkte teen tyd vir hierdie generator. Toon duidelik die piekstroom en die tyd t x aan. (3) [14] Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 13 NW/September 2019 NSS VRAAG 10 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die onderstaande spektrum is waargeneem wanneer astroloë op die aarde die lig van planeet X analiseer. Afwisselende swart en kleurlyne Swart 10.1 Wat is ʼn atomiese absorbsiespektrum? (2) 10.2 Identifiseer die tipe atomiese spektraallyne hierbo. (Kies tussen ABSORBSIE of EMMISIE spektrum) (1) 10.3 Uitgestraalde radiasie van die planeet met ʼn golflengte van 5,96 x 10-7 m word ʼn golflengte van 6,0 x 10-7 m wanneer dit die aarde bereik. 10.4.1 Bereken die energie van die foton wanneer dit die aarde bereik. (3) 10.4.4 Die lig word nou op ʼn metaaloppervlakte geskyn. Wat sal die snelheid van ʼn elektron wees wat vrygestel word, van die metaaloppervlakte met ʼn werksfunksie van 2,3 x 10-19 J? (4) [10] TOTAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 14 NW/September 2019 NSS 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 NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Acceleration due to gravity g 9,8 m·s -2 Swaartekragversnelling Universal gravitational constant G 6,67 x 10-11 N·m2·kg-2 Universele gravitasiekonstant Mass of the Earth M 5,98 x 1024 kg Massa van die Aarde Radius of the Earth RE 6,38 x 106 m Radius van die Aarde Speed of light in a vacuum c 3,0 x 108 m·s -1 Spoed van lig in 'n vakuum Planck's constant h 6,63 x 10-34 J·s Planck se konstante Coulomb's constant k 9,0 x 109 N·m2·C-2 Coulomb se konstante Charge on electron e 1,6 x 10-19 C Lading op elektron Electron mass me 9,11 x 10-31 kg Elektronmassa Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 15 NW/September 2019 NSS TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES MOTION/BEWEGING v f = v i + a Dt Δx = v i Δt + 21 aDt 2 or/of Δy = v i Δt + 12 aDt 2 æ v + vf ö æ v +vf ö v f = v i + 2aDx or/of v f = v i + 2aDy 2 2 2 2 Δx = ç i ÷ Δt or/of Δy = ç i ÷ Δt è 2 ø è 2 ø FORCE/KRAG Fnet = ma p= mv = m sN max fs fk = m k N Fnet Dt = Dp w = mg Dp = mv f – mvi m1m 2 m1m 2 M M F=G or/of F=G g =G or/of g =G 2 d2 r2 d2 r WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING W = FDx cos q U = mgh or/of EP = mgh Wnet = DK or/of Wnet = DEk 1 1 K = mv 2 or/of E k = mv 2 2 2 DK = K f - K i or/of DEk = Ekf - Eki W Wnc = DK + DU or/of Wnc = DEk + DEp P= Dt Pave = Fv ave / Pgemid = Fv gemid WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG 1 v =fl T= f v ± vL v ± vL c fL = fs fL = fb E = hf or/of E= h v ± vs v ± vb l E = Wo + E k(max) or/of E = Wo + K max where/waar 1 1 E = hf and/en W0 = hf0 and/en E k (max) = mv max or/of K max = mv max 2 2 2 2 Kopiereg voorbehou Blaai asseblief om

Downloaded from hlayiso.com Fisiese Wetenskappe/V1 16 NW/September 2017 NSS ELECTROSTATICS/ELEKTROSTATIKA kQ 1Q 2 kQ F= E= r2 r2 W F V= E= q q Q Q n= or/of n= e qe ELECTRIC CIRCUITS/ELEKTRIESE STROOMBANE emf ( ε ) = I(R + r) V R= I emk ( ε ) = I(R + r) Rs = R1 + R2 + ... 1 1 1 q=I Dt = + + ... R p R1 R 2 W = Vq P= W Δt W = VI D t P = VI W = I2R D t P = I 2R V Δt 2 W = V2 R P= R ALTERNATING CURRENT/WISSELSTROOM Pave = VrmsIrms / Pgemiddeld = Vwgk I wgk I max I I rms = / I wgk = maks 2 2 Pave = I 2rmsR / Pgemiddeld = I 2wgkR Vmax Vmaks Vrms = / V wgk = V2 2 Vwgk 2 2 Pave = rms / Pgemiddeld = R R Kopiereg voorbehou