Physical Sciences Grade 12 P1 Eastern Cape Mock 2014 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2014 FISIESE WETENSKAPPE V1 PUNTE: 150 TYD: 3 uur *PHSCA1* Hierdie vraestel bestaan uit 17 bladsye insluitend ʼn 3-bladsy datablad.

Downloaded from hlayiso.com 2 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou NAAM in die toepaslike ruimte op die ANTWOORDEBOEK neer. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Nie programmeerbare sakrekenaars mag gebruik word. 4. Toepslike wiskundige instrumente mag gebruik word. 5. Nommer die vrae korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik word. 6. Jy word aangeraai om die aangehegte GEWENSBLAAIE te gebruik. 7. Toon die formules en substitusies in ALLE berekeninge. 8. Gee kort beskrywings, verduidelikings, ens. waar nodig. 9. Rond jou finale numeriese antwoorde tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke af. 10. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy. 11. Gee kort (bondige) motiverings, besprekings, ensovoorts waar nodig. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier moontlike keuses word as antwoorde by die volgende vrae voorsien. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Kies die beste antwoord en skryf A, B, C of D langs die vraagnommer (1.1–1.10) op jou ANTWOORDEboek neer. 1.1 ʼn Bouer gooi ʼn baksteen vertikaal opwaarts met ʼn aanvanklike snelheid van 7,35 m•s-1. Wanneer die baksteen ʼn maksimum hoogte bereik, dan is die ... A versnelling van die baksteen 7,35 m•s-2 en sy potensiële energie is ʼn maksimum. B snelheid van die baksteen is 0 m•s-1 en sy potensiële energie is ʼn minimum. C snelheid van die baksteen is 9,8 m•s-1 en sy potensiële energie is ʼn maksimum. D versnelling van die baksteen is 9,8 m•s-2 en sy kinetiese energie is ʼn minimum. (2) 1.2 ʼn Voertuig met massa m beweeg horisontaal teen ʼn konstante snelheid op ʼn wrywinglose pad. Die kinetiese energie van die voertuig is K en die momentum is p. Die snelheid van die voertuig kan gegee word as: A K 2p B 2K p C K p D p K (2) 1.3 Wanneer ʼn lugsak in ʼn motor tydens ʼn botsing ontplooi, word die kanse vir ernstige beserings aan ʼn passasier verminder aangesien die ... A passasier tot rus in ʼn korter tydsperiode kom. B netto-krag op die passasier verminder word. C passasier se verandering in momentum verminder word. D passasier se verandering in momentum vermeerder word. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) 1.4 ʼn Ruimtetuig ondervind ʼn gewig van X op aarde. Dit word die ruimte ingestuur en land op ʼn planeet met ʼn massa 2 maal dié van die aarde en ʼn radius van (½) van dié van die aarde. Die gewig van die ruimtetuig sal ... wees. A 8X B ½X C X D ¼X (2) 1.5 Sterrekundiges neem waar dat die lig wat deur ʼn ster uitgestraal word na die rooi kant van die sigbare spektrum skuif. Hierdie waarneming bevestig dat die ... A ster nader aan die aarde beweeg. B aarde nader aan die ster beweeg. C temperatuur van die aarde toeneem. D heelal uitsit. (2) 1.6 ʼn Meisie staan langs die pad en ʼn brandweerwa nader haar met die sirenes wat loei en die rooi flitsligte aan. Sy maak die volgende waarnemings: Frekwensie van klank gehoor Kleur van die flitslig A Hoër Rooi B Laer Rooi C Hoër Oranje D Laer Oranje (2) 1.7 Watter stelling hieronder is WAAR vir weerstande (resistors) wat in dieselfde parallele kombinasie gekoppel is? A Die spanning (V) oor die kombinasie is verdeel maar dieselfde stroom (I) vloei deur al die weerstande. B Die stroom (I) deur elke kombinasie is verdeel maar die spanning (V) oor elke weerstand is dieselfde. C Die stroom (I) en die spanning (V) oor elke kombinasie is verdeel. D Die stroom (I) en die spanning (V) oor die kombinasie is dieselfde oor elke weerstand. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 5 1.8 Twee sterk staafmagnete word geplaas met die noord- en suidpole wat na mekaar wys soos in die skets getoon. ʼn Stroomdraende geleier word tussen die twee magneetpole geplaas waar konvensionele stroom binne-in die bladsy in vloei. K SS  NN J Die geleier ervaar ʼn krag in die rigting na ... A N. B S. C K. D J. (2) 1.9 Indien ʼn lig deur ʼn koue, verdunde gas geskyn word, absorbeer die atome van die gas fotone met ʼn sekere ... A snelheid en vorm ʼn absorpsie-spektrum. B snelheid en vorm ʼn kontinue-spektrum. C frekwensie en vorm ʼn absorpsie-spektrum. D frekwensie en vorm ʼn lynemissie-spektrum. (2) 1.10 ʼn Atoom in die grondtoestand absorbeer energie, E, en word na ʼn hoër energie-toestand opgewek. Wanneer die atoom na die grondtoestand terugkeer, word ʼn foton met energie ... A E geabsorbeer. B E vrygestel. C ½E geabsorbeer. D ½E vrygestel. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Krieketbal, massa 156 g, word laat val vanaf punt A op ʼn hoë gebou, 15 m hoog. Dit tref die betonsypaadjie en bons terug tot ʼn maksimum van 4 m. 2.1 Bereken die snelheid waarmee die krieketbal die sypaadjie tref. (3) 2.2 Indien die effek van lugwrywing NIE tydens die val van die krieketbal geïgnoreer word NIE, hoe sal die waarde, bereken in VRAAG 2.1, verander? Skryf slegs HOËR, LAER of BLY DIESELFDE. (1) 2.3 Die krieketbal is in kontak met die betonsypaadjie vir 0,8 s. Ignoreer die effek van lugwrywing. Neem AFWAARTSE beweging as POSITIEF. 2.3.1 Bereken die impuls van die krieketbal op die sypaadjie. (8) 2.3.2 Bereken die (netto) gemiddelde krag van die sypaadjie op die krieketbal. (4) 2.4 Skets die posisie teen tyd grafiek vir die beweging van die krieketbal van die oomblik dat dit laat val is totdat dit sy maksimum hoogte bereik na die bons. GEBRUIK PUNT A AS DIE NULPOSISIE. Dui die volgende op die grafiek aan:  Die hoogte van waar die krieketbal laat val is  Die hoogte wat die krieketbal bereik nadat dit gebons het  Tyd wat die krieketbal in kontak met die betonsypaadjie is (4) 2.5 Die krieketbal word nou vervang met ʼn sagter bal met dieselfde massa. Noem hoe die (netto) gemiddelde krag uitgeoefen deur die betonsypaadjie op die sagter bal met jou antwoord in VRAAG 2.3.2 vergelyk. (Skryf slegs GROTER, KLEINER of BLY DIESELFDE.) Gebruik fisika-beginsels om jou antwoord te verduidelik. (3) [23] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 7 VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Motor met massa 1 500 kg is in rus by ʼn verkeerslig. ʼn Minibus, massa 2 000 kg, tref die motor van agter teen ʼn spoed van 20 m•s-1. Onmiddellik na die botsing beweeg die motor teen 12 m•s-1 vorentoe. VOOR NA 3.1 Stel die WET VAN BEHOUD VAN LINIEÊRE MOMENTUM in woorde. (2) 3.2 Bereken die spoed van die minibus onmiddellik na die botsing. (4) 3.3 Die bestuurder van die minibus dra NIE ʼn veiligheidsgordel NIE. Beskryf die beweging wat die bestuurder onmiddellik na die botsing ondergaan. (1) 3.4 Stel die wet van fisika wat gebruik kan word om die beweging van die bestuurder in VRAAG 3.3 te verduidelik. (2) [9] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Windpomp op word plaas gebruik om water 37 m uit ʼn put te pomp. Die water vloei by punt A, 37 m bokant die put, verby na die dam teen ʼn konstante snelheid van 2 m•s-1. A R 37 m m 4.1 Bereken hoeveel energie nodig is om 90 kg water vanuit die put na punt A te pomp. (4) 4.2 Dit is nodig dat 90 kg water per minuut deur die windpomp gepomp moet word. Wat is die maksimum drywing deur die windpomp benodig? (3) 4.3 Die boer wil die plaas moderniseer. Die boer besluit om ʼn 0,5 kW petrol- waterpomp te koop. 4.3.1 Sal die petrol-waterpomp voldoende drywing verskaf? (JA of NEE) (1) 4.3.2 Waarom sal jy die boer adviseer om eerder ʼn windpomp in plaas van ʼn petrol-waterpomp te gebruik? (1) [9] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 9 VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die diagram hieronder toon ʼn krat met ʼn massa 50 kg wat teen ʼn helling afgly. Die helling maak ʼn hoek van 30° met die horisontaal. Die beweging van die krat soos dit teen die helling afgly, word deur ʼn werker beheer wat ʼn tou gebruik wat aan die krat vas is. Die tou is parallel aan die helling. Die spanning in die tou, FT, is 300 N en ʼn konstante wrywingskrag van 50 N werk in op die krat soos dit teen die helling afgly. Δx FT 50 kg 30° 5.1 Teken ʼn vrye-liggaam diagram met byskrifte om die kragte parallel aan die helling wat op die krat inwerk soos dit teen die helling afbeweeg, aan te toon. (3) 5.2 Stel die ARBEID-ENERGIE STELLING in woorde. (2) 5.3 Die verandering in kinetiese energie soos die krat van die bopunt van die helling afgly tot onder is 450 J. Gebruik die arbeid-energie stelling en bereken die lengte van die helling, ∆x. (5) 5.4 Bereken die koëffisiënt van kinetiese wrywing op die krat soos dit teen die helling afgly. (4) [14] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 10 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Ambulans nader ʼn ongelukstoneel teen ʼn konstante snelheid. Die sirene van die ambulans stel klankgolwe vry met ʼn konstante, onbekende frekwensie. ʼn Verklikker by die toneel meet die frekwensie as 1,07 maal die frekwensie van die sirene. 6.1 Stel die DOPPLEREFFEK vir klank in woorde. (2) 6.2 Bereken die spoed waarteen die ambulans die ongelukstoneel nader. Gebruik die spoed van klank in lug as 340 m•s-1. (5) 6.3 Verduidelik, in terme van golfbeweging, waarom die frekwensie wat deur die verklikker gemeet word, hoër as die frekwensie van die bron is. (2) 6.4 Stel TWEE gebruike van die Doppler-vloeimeter op mense. (2) 6.5 ʼn Lyn in die waterstofspektrum het ʼn frekwensie van 7,55 x 1014 Hz wanneer dit in ʼn laboratorium gemeet word. Dieselfde lyn in die lig van ʼn stêr het ʼn frekwensie van 7,23 x 1014 Hz. Beweeg hierdie stêr WEG VAN of NA die aarde toe? Verduidelik jou antwoord. (2) [13] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 11 VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Twee metaalsfere, M en N, word op geïsoleerde staanders geplaas. M het ʼn lading van -4 nC en word 30 mm vanaf N geplaas. P is ʼn punt 15 mm van M soos onder getoon. Die NETTO ELEKTRIESE VELDSTERKTE by punt P as gevolg van M en N is 2 x 105 N•C-1 ooswaarts. 15 mm 30 mm X P M = -4 nC N - 7.1 Definieer die term ELEKTRIESE VELD by ʼn punt. (2) 7.2 Bereken die grootte en rigting van die elektriese veld by punt P as gevolg van die teenwoordigheid van sfeer M. (5) 7.3 Bereken die grootte van die lading op sfeer N. (5) 7.4 Is lading op sfeer N, POSITIEF of NEGATIEF? (1) 7.5 Teken die netto elektriese veldpatroon as gevolg van die twee sfere, M en N. (3) 7.6 Bereken die grootte van die elektriese krag wat ʼn elektron sal ondervind indien dit by punt P geplaas word. (3) [19] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 12 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) VRAAG 8 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die vereenvoudigde skets hieronder toon ʼn GS-motor. 8.1 Noem die beginsel waarop hierdie motor opereer. (1) 8.2 Stel die energie-omsetting wat in ʼn GS-motor plaasvind. (1) 8.3 Gee ʼn rede waarom gedeelte BC in die diagram hierbo NIE ʼn magnetiese krag ondervind NIE terwyl die spoel in die posisie is soos aangetoon. (2) 8.4 In watter rigting sal die spoel roteer, KLOKSGEWYS of ANTI-KLOKSGEWYS? (1) 8.5 Noem EEN manier hoe die draai-effek (torsie)vergroot kan word. (1) 8.6 Die grafiek hieronder toon aan hoe die spanning, wat deur die WS-generator gelewer word, met tyd verander. 325 Potensiaalverskil (V) 0,075 Tyd (s) -325 8.6.1 Bereken die frekwensie van die wissellende spanning. (3) 8.6.2 Die generator se gemiddelde drywingslewering is 2,7 kW. Bereken die maksimum stroom wat die generator lewer. (5) [14] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 13 VRAAG 9 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Leerder wil ʼn battery met ʼn emk van 13 V gebruik om ʼn lopende pop te opereer. Die battery het ʼn onbekende interne weerstand, r. Die lopende pop het ʼn weerstand van 6 Ω. Die leerder gebruik die stroombaan hieronder om ʼn verlangde potensiaalverskil te verkry om die lopende pop te laat werk. Wanneer skakelaar S gesluit word, daal die lesing op die voltmeter na 12 V en die lopende pop funksioneer by ʼn maksimum drywing van 6 W. 9.1 Verduidelik kortliks waarom die lesing op die voltmeter daal wanneer skakelaar S gesluit word. (2) 9.2 Bereken die interne weerstand, r, van die battery. Toon al die stappe in jou bewerkings. (9) 9.3 Bereken die grootte van die onbekende weerstand, R. (3) 9.4 Weerstand R word met ʼn geleidingsdraag van onbeduidende weerstand vervang. Watter effek sal dit op die “verlore volt” hê? Verduidelik jou antwoord volledig. (4) [18] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 14 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) VRAAG 10 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Leerders in ʼn fisika-klas voer ʼn eksperiment uit met ʼn foto-elektriese sel om die verwantskap van foto-elektrone uitgestraal en die frekwensie van die invallende lig te ondersoek. Invalstrale ʼn Grafiek van die maksimum kinetiese energie (Ek) teen die frekwensie van die invallende lig word geplot. Wanneer die reguitlyn geëkstrapoleer word, sny dit die x-as by fo = 4,29 x 1014 Hz. Kinetiese energie (J) 2,18 x 10-19 ----------------------- fo fx Frekwensie van invallende lig (Hz) 10.1 Skryf ʼn ondersoekvraag vir hierdie ondersoek. (2) 10.2 Wat word die frekwensie, fo, in die grafiek genoem? (1) 10.3 Bereken die frekwensie, fx, op die grafiek. (5) 10.4 Teken die skets-grafiek van die kinetiese energie van die foto-elektrone (op die y-as) teen die intensiteit van die invallende strale. (Geen waardes nodig op die grafiek nie.) (3) [11] TOTAAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 15 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 Swaartekragversnelling g 9,8 m•s-2 Universal gravitational constant Universele gravitasiekonstant G 6,67 x 10-11 N•m2•kg-2 Speed of light in a vacuum Spoed van lig in ʼn vakuum c 3,0 x 108 m•s-1 Planck's constant Planck se konstante h 6,63 x 10-34 J•s Coulomb's constant Coulomb se konstante k 9,0 x 109 N•m2•C-2 Charge on electron Lading op elektron e -1,6 x 10-19 C Electron mass Elektronmassa me 9,11 x 10-31 kg Mass of earth Massa op aarde M 5,98 x 1024 kg Radius of earth Radiusvan aarde RE 6,38 x 103 km Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com 16 FISIESE WETENSKAPPE V1 (SEPTEMBER 2014) 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 p  mv Fnet  ma f k = µk N fsmax = µsN Fnet t  p w  mg p  mv f  mv i Gm1 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  mv2 or/of Ek  mv2 2 2 K  K f  K i or/of Ek  Ekf  Eki W Wnc  K  U or/of Wnc  Ek  Ep P t Pav  Fv 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 Ek  mv2 K max  mvmax 2 2 or/ of 2 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com (SEPTEMBER 2014) FISIESE WETENSKAPPE V1 17 ELECTROSTATICS/ELEKTROSTATIKA kQ1Q 2 kQ F E r2 r2 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 = I 2R V Δt 2 V2 W= R P R ALTERNATING CURRENT/WISSELSTROOM Paverage  Vrms I rms / Pgemiddeld  Vwgk I wgk I max I I rms  / I wgk  maks 2 2 Paverage  I rms 2 R / Pgemiddeld  I 2wgkR Vmax Vmaks Vrms  / Vwgk  2 Vrms 2 Vwgk 2 2 Paverage  / 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