provinsiale gemeenskaplike vraestel · department of education . departement van onderwys . lefapha...

Physical Sciences/ Gr 12/P1 1 NCDOE/ SEPTEMBER 2017 PCE

PUNTE: 150

TIME: 3 uur

Hierdie vraestel bestaan uit 16 bladsye en 3 inligtingsblaaie

FISIESE WETENSKAP: FISIKA (V1)

SEPTEMBER: 2017

PROVINSIALE GEMEENSKAPLIKE VRAESTEL

GRAAD 12

DEPARTMENT OF EDUCATION

DEPARTEMENT VAN ONDERWYS

LEFAPHA LA THUTO

ISEBE LEZEMFUNDO


INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou sentrumnommer en naam in die geskikte spasie op die

ANTWOORDEBOEK neer.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. ’n Nieprogrammeerbare sakrekenaar mag gebruik word. Toepaslike wiskundige instrumente mag gebruik word. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. JY WORD AANGERAAI OM DIE AANGEHEGTE DATABLADSYE TE GEBRUIK. Gee kort motiverings, besprekings, ensovoorts waar benodig. Begin ELKE vraag op ’n NUWE bladsy. Dui die formules en substitusies in ALLE berekeninge aan. Laat EEN lyn oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. Rond jou finale numeriese antwoorde na ’n minimum van TWEE desimale syfers af.


VRAAG1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier opsies word as moontlike antwoorde vir die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Skryf slegs die letter (A – D) langs die vraagnommer (1.1 – 1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer.

1.1 Die grootte van die gravitasieversnelling op die Aarde is g. Wat sal die waarde van die gravitasie versnelling op planeet X wees, wat dieselfde massa as Aarde het, maar helfte van die radius?

A

14𝑔𝑔

B 12𝑔𝑔

C 2𝑔𝑔

D 4𝑔𝑔 (2)

1.2 ‘n Bal met ‘n massa m, wat in ‘n westelike rigting beweeg, bons teen ‘n muur

met ‘n snelheid �⃗�𝑣. Dit bons terug met ‘n snelheid van 0,75 v in ‘n oostelike

rigting. Die verandering in momentum van die bal sal wees.

A 0,25 𝑚𝑚𝑣𝑣 oos

B 0,25 𝑚𝑚𝑣𝑣 wes

C 1,75 𝑚𝑚𝑣𝑣 oos

D 1,75 𝑚𝑚𝑣𝑣 wes (2)

1.3 Die volgende diagram toon ’n renmotor R wat in ’n reguit lyn na regs ry.

Die bestuurder van die renmotor trap rem wanneer die motor posisie P

bereik. In watter van die volgende rigtings sal die renmotor R versnel?

(2)

D C

A B


1.4 ‘n Duif vlieg per ongeluk in die voorruit van ‘n aankomende vragmotor vas. In

vergelyking met die grootte van die krag van die vragmotor op die duif, is die

krag van die duif op die vragmotor tydens die botsing …

A NUL

B dieselfde

C kleiner

D groter (2)

1.5 ‘n Bal word vertikaal opwaarts gegooi. Watter EEN van die volgende

hoeveelhede sal nul wees wanneer dit maksimum hoogte bereik?

A versnelling

B kinetiese energie

C gravitasionele potensiële energie

D gewig (2)

1.6 ‘n Klankbron nader ‘n stilstaande luisteraar. Watter een van die volgende sal

plaasvind?

A Die amplitude van die waargenome klankgolf is meer as die ampliude

van die klankgolf wat deur die bron vrygestel is.

B Die frekwensie van die waargenome klankgolf is groter as die frekwensie

van die klankgolf wat deur die bron vrygestel is.

C Die golflengte van die waargenome klankgolf is groter as die golflengte

van die kankgolf wat deur die bron vrygestel is.

D Die spoed van die waargenome klankgolf is groter as die spoed van die kankgolf wat deur die bron vrygestel is.

(2)

1.7 Watter EEN van die volgende kombinasies is korrek ten opsigte van die

eienskappe van elektriese veldlyne?

Rigting Sterkte van die veld A Positief na negatief Sterkste waar die digtheid van die lyne die

digste is B Negatief na positief Swakste waar die digtheid van die lyne die

minste is C Noord na suid Sterkste waar die digtheid van die lyne die

digste is D Noord na suid Swakste waar die digtheid van die lyne die

minste is

(2)


1.8 Die toestel wat elektriese energie gebruik om meganiese energie te verskaf

word ‘n … genoem.

A Dinamo

B Alternator

C Elektriese motor

D Generator (2)

1. 9 ‘n Sel word aan ‘n resistor en ‘n oop skakelaar verbind. Vyf punte op die

stroombaan word respektiewelik D, E, F, G en H gemerk.

‘n Voltmeter sal ‘n nul lesing hê as dit gekoppel word oor punte …

A ED

B FH

C FG

D GH (2)


1.10 Watter EEN van die volgende grafieke illustreer die verwantskap tussen

maksimum kinetiese energie (Ekmaks) van die vrygestelde elektrone vanaf ‘n

metaaloppervlak en frekwensie (f) van die invallende lig die beste?

(2)

[20]


VRAAG 2 ‘n Snelheid-tyd grafiek hieronder toon die beweging van ‘n projektiel. Bestudeer die

grafiek en beantwoord die volgende vrae.

2.1 Wat is die fisiese grootheid wat deur die gradiënt van die grafiek gegee

word?

(1)

2.2 Bereken die waaarde van v op die grafiek. (3)

2.3 Gebruik die grafiek (NIE beweginsvergelykings NIE) om die volgende te

bereken:

2.3.1 die grootte van die maksimum verplasing van die projektiel. (2)

2.3.2 die grootte van die verplasing van die projektiel na 12,5 s. (2)

2.4 Teken die verplasing- tyd grafiek vir die projektiel gedurende 12,5 s. Dui die

volgende op jou grafiek aan (gebruik punt van projeksie as nul posisie):

• die posisie van die projektiel by 5 s.

• die tyd wat die projektiel die projeksie punt bereik.

• posisie van die projektiel by 12,5 s.

(5)

[13]

10 0

49

v ( m

·s-1

)

2.5

-49

v

5 t (s) 12.5


VRAAG 3 Twee blokke A en B met gelyke massa van 0.2 kg, gly langs ‘n skuinsvlak af soos

aangetoon in die onderstaande skets. Die koëffisient van kinetiese wrywing tussen

blok A en die skuisvlak is µA = 0.01 en die koëffisient van kinetiese wrywing tussen

blok B en die skuisvlak is µB = 1.00.

3.1 Noem Newton se Tweede bewegingswet in woorde. (2) 3.2 Skets ‘n benoemde vryliggaam diagram wat AL die kragte wat op blok A

inwerk, aan toon terwyl dit afgly langs die skuinsvlak.

(4)

3.3 Bereken die versnelling van die twee blokke. (8)

3.4 Bereken die grootte van die krag wat blok B op blok A uitoefen. (3)

3.5 Die sisteem word op die Maan geplaas waar die grootte van die

versnelling weens gravitasie 1,62 m.s-2 is. Hoe sal dit die versnelling van

die bloke in vraag 3.3 bereken, beinvloed? Skryf slegs TOENEEM,

AFNEEM of BLY DIESELFDE. Verduidelik jou antwoord.

(3) [20]

450


VRAAG 4

Peter en John staan op ‘n trollie wat na regs beweeg teen 2 m∙s-1 soos hieronder

getoon. Peter het ‘n massa van 70 kg en John het ‘n massa van 60 kg. Die totale

massa van die trollie en beide die seuns is 160 kg.

John spring van die trollie af teen 2.5 m∙s-1 in die rigting van die beweging van die

trollie. Wanneer hy op die grond land val hy vorentoe.

4.1 Noem die beginsel (wet) van Fisika wat verklaar waarom hy vorentoe val

nadat hy op die grond geland het.

(1)

4.2 Stel die beginsel van die behoud van lineêre momentum in woorde. (2)

4.3 Bereken die grootte en die rigting van die snelheid van die kombinasie van

Peter en die trollie onmiddellik nadat John afgespring het.

(5)

[8]

2 m·s-1


VRAAG 5 Die vereenvoudigde diagram hieronder toon 'n glyplank PQ in 'n speelpark. Die

glyplank is 3 m lank en 1,5 m hoog. 'n Seun met massa 40 kg en 'n meisie met

massa 22 kg staan op die bopunt van die glyplank by P.

Die meisie versnel uniform uit rus teen die glyplank af. Sy ondervind 'n konstante

wrywingskrag van 1,9 N.

Die seun val vertikaal vanaf die bopunt van die glyplank deur 'n hoogte PR van 1,5 m.

Ignoreer die effekte van lugwrywing.

5.1 Skryf die beginsel van behoud van meganiese energie in woorde neer. (2)

5.2 Gebruik die beginsel van BEHOUD VAN MEGANIESE ENERGIE om die

spoed van die seun te bereken wanneer hy die grond by R bereik.

(4)

5.3 Gebruik die ARBEID-ENERGIESTELLING om die spoed van die meisie te

bereken wanneer sy die onderpunt van die glyplank by Q bereik.

(5)

5.4 Hoe sal die snelheid van die meisie by Q met dié van die seun by R vergelyk

as die glyplank geen wrywingskrag op die meisie uitoefen nie? Skryf slegs

GROTER AS, KLEINER AS of GELYK AAN neer.

(1)

[12]


VRAAG 6

Die sirene van 'n polisiemotor bring 'n klank met 'n frekwensie van 420 Hz voort. 'n

Man wat langs die pad sit, let op dat die toonhoogte van die klank verander soos wat

die motor na hom toe en dan weg van hom af beweeg.

6.1 Noem en stel die verskynsel wat hierbo verduidelik word in woorde. . (3)

6.2 Bereken die frekwensie van die klank van die sirene wat deur die man

waargeneem word wanneer die motor teen 'n konstante spoed van 16 m.s-1

na hom toe beweeg. Aanvaar dat die spoed van klank in lug 340 m.s-1 is.

(5)

6.3 Die polisiemotor beweeg van die man af weg teen konstante snelheid, beweeg dan stadiger en kom uiteindelik tot stilstand.

6.3.1 Hoe sal die waargenome frekwensie met die oorspronklike frekwensie van die sirene VERGELYK wanneer die polisiemotor teen konstante snelheid van die man af wegbeweeg? Skryf slegs GROTER AS, KLEINER AS of GELYK AAN neer.

(1)

6.3.2 Hoe sal die waargenome frekwensie VERANDER indien die motor teen ‘n laer spoed wegbeweeg vanaf die waarnemer? Skryf slegs TOENEEM, AFNEEM of BLY DIESELFDE neer.

(1)

6.4 Lig van ‘n ster ondergaan ‘n rooi –verskuiwing wanneer vanaf die Aarde waargeneem word.

6.4.1 Verduidelik die term rooi-verskuiwing. (2)

6.4.2 Wat kan afgelei word oor die Heelal van die rooi-verskuiwing. (1) [13]


VRAAG 7

‘n Positiewe punt lading Q1 met grootte 5 μC, word 10 cm weg geplaas van ‘n negatiewe

punt lading Q2 met grootte 5 μC.

7.1 Teken die elektriese veldlyne vir die twee punt ladings. (3)

7.2 Stel Coulomb se Wet in woorde. (2)

7.3 Bepaal die grootte van die elektrostatiesekrag wat deur punt lading Q2

uitgeoefen word op puntlading Q1.

(4)

7.4 Hoe vergelyk die grootte en die rigting van die krag wat deur Q2 op Q1

uitgeoefen word met die krag wat deur Q1 op Q2 uitgeoefen word?

(Geen berekeninge is nie nodig nie.)

(2)

7.5 Hoe sal die grootte van die krag wat deur Q1 op Q2 uitgeoefen word, verander

indien die afstand tussen die twee ladings drie keer groter word?

(1)

7.6 Bereken die netto elektriese veld by ‘n punt 2 cm vanaf Q2 tussen die twee

ladings

(6)

[18]

Q1 10 cm


VRAAG 8

Twee graad 12 leerders het 'n battery vir die wetenskapuitstalling gebou. Hulle het

aartappels

gebruik vir die sel met sink- en koperplate as elektrodes.

Hulle was nuuskierig om uit te vind hoeveel aartappelselle in serie geskakel moet word

om 'n flitslig-gloeilampie te laat brand.

8.1 Skryf neer:

8.1.1 'n gepaste hipotese vir die ondersoek. (2)

8.1.2 die afhanklike veranderlike vir die ondersoek. (1)

Hulle het met twee aartappels begin wat in serie geskakel is. Hulle het 'n voltmeter direk

oor die buitenste elektrodes geskakel en 'n potensiaalverskil van 1,6 V gemeet.

Hulle verbind toe 'n 1,5 V flitslig-gloeilampie tussen die elektrodes. Hulle neem waar dat

die gloeilamp nie brand nie.

Wanneer hulle die potensiaalverskil oor die gloeilampie meet, is dit 0,02 V.

8.2 Wat is die emk van die battery met twee aartappelselle wat in serie verbind is? (1)

8.3 Gee 'n rede hoekom die potensiaalverskil oor die gloeilamp slegs 0,02 V is (1)

8.4 Die gloeilamp het 'n weerstand van 2 Ω. Bereken die drywing wat deur die

gloeilamp verkwis word alhoewel dit nie sigbaar brand nie.

(3)

[8]


VRAAG 9

Die stroombaandiagram hieronder toon twee resistors met ‘n weerstand van 4 Ω en 5

Ω elk in parallel geskakel met resistor R1 met 'n onbekende weerstand. Die battery het

'n emk van 15 V en 'n onbekende interne weerstand (r).

9.1 Stel Ohm se wet in woorde. (2)

Die lesing op die ammeter is 1,5 A en die voltmeter aflesing is 12,9 V. Bereken: 9.2 die weerstand van resistor R1. (3)

9.3 die ekwivalente weerstand van die parallelle skakeling (kombinasie). (3)

9.4 die interne weerstand van die battery. (4)

[12]


VRAAG 10

Die volgende diagramme toon twee verskillende tipes generators.

10.1 Watter tipe generator word deur diagram A voorgestel? (1)

10.2 Watter tipe generator word deur diagram B voorgestel? (1)

10.3 Hoe verskil die bostaande generators? Verwys na die komponente waaruit

hulle bestaan.

(2)

10.4. Die generator in diagram B induseer ‘n wgk-spanning van 220 V.

(3)

10.4.1 Bereken die geinduseerde maksimum (piek) spanning.

10.4.2 Teken ‘n grafiek van spanning(potensiaalverskil) teenoor tyd vir een

siklus ( een volledige rotasie) in diagram B. Dui op die grafiek aan

die waardes van:

• wgk spanning.

• maksimum (piek) spanning

(4)

10.5 Skryf twee voorbeelde neer van die gebruik van generators. (2)

[13]


VRAAG 11

Graad 12 leerders ondersoek die effek van frekwensie van lig op die vrystelling van

elektrone uit ‘n metaal. Hulle gebruik ultraviolet en rooi lig onderskeidelik, te same met ‘n

elektroskoop en ‘n stukkie skoongeskuurde metaal. Hulle gebruik eerste rooi lig om die

effek op die uitwyking van die elektroskoop waar te neem. Na dit gebruik hulle ultraviolet

lig.

11.1 Noem die verskynsel wat die leerders ondersoek. (1) 11.2 Skryf ‘n ondersoekende vraag vir hierdie ondersoek neer. (2) 11.3 Vir hierdie ondersoek skryf neer:

11.3.1 die onafhankilike veranderlike. (1)

11.3.2 die afhanklike veranderlike. (1)

11.3.3 ‘n kontrole. (1)

11.4 Lig met ‘n golflengte van 7,8 x 10-7 m skyn op die metaal. Die metaal het ‘n

werksfunksie 1.8 x 10-19 J.

11.4.1 Definieer werksfunksie in woorde.

(2)

11.4.2 Bereken die maksimum kinetiese energie van die vrygestelde

elektrone.

(5)

[13]

GROOTTOTAAL : 150

Fisiese Wetenskappe V1 Graad 12 1 NCDOE/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

Fisiese Wetenskappe V1 Graad 12 2 NCDOE/September 2017 TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES

MOTION/BEWEGING

tavv if ∆+= 221

i taΔtvΔx ∆+= or/of 221

i taΔtvΔy ∆+=

xa2vv 2i

2f ∆+= or/of ya2vv 2

i2

f ∆+= Δt2

vvΔx fi

+

= or/of Δt2

vvΔy fi

+

=

FORCE/KRAG

maFnet = mvp=

Nf smax

s m= Nf kk m=

ptFnet ∆=∆

fmvp =∆ – imv mgw =

221

dmmGF= or/of 2

21

rmmGF=

2d

MGg =

2rMGg =

WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING

xFW ∆= cosθ mghU= or/of mghEP =

2mv21K= or/of 2

k mv21E =

KWnet ∆= or/of knet EW ∆=

if KKK −=∆ or/of kikfk EEE −=∆ UKWnc ∆+∆= or/of pknc EEW ∆+∆=

tWP∆

=

aveave FvP = / gemidgemid FvP =

WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG

λ= fv f1T =

ss

LL f

vvvvf

±±

=

bb

LL f

vvvvf

±±

= hfE= or/of λ

=chE

k(max)o E WE += or/of maxo K WE += where/waar

hf E = and/en 00 hfW = and/en 2max(max)k mv

21E = or/of

2maxmax mv

21K =

or/of

Fisiese Wetenskappe V1 Graad 12 3 NCDOE/September 2017 ELECTROSTATICS/ELEKTROSTATIKA

221

rQkQF= 2r

kQE =

qWV =

qFE =

eQn =

eqQn =

ELECTRIC CIRCUITS/ELEKTRIESE STROOMBANE

IVR=

emf ( ε ) = I(R + r)

emk (ε ) = I(R + r)

...RRR 21s ++=

...R1

R1

R1

21p

++= I=q ∆ t

W = Vq

W = VI∆ t

W = I2R∆ t

W = RΔtV2

ΔtWP=

P = VI

RP 2I=

RVP

2

=

ALTERNATING CURRENT/WISSELSTROOM

2max

rmsI

I = / 2

makswgk

II =

2V

V maxrms = /

2VV maks

wgk =

rmsrmsave VP I= / wgkwgkgemiddeld VP I=

RP 2rmsave I= / RP 2

wgkgemiddeld I=

RVP

2rms

ave = / R

VP

2wgk

gemiddeld =

or/of

provinsiale gemeenskaplike vraestel · department of education . departement van onderwys . lefapha...

Documents