1JJ.\j~~oe(\ Pct1cte( \)0'\ ~'fl-~.~ education [GRAAD 12] _ - ~ NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT

Transcriptie

1 education lefapha la Thuto la Bokone Bophirlma Noordwes Departement van Onderwys North West Department of Education NORTH WEST PROVINCE NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT [GRAAD 12]. ~.- _ - ~ ~. ~ : FISIESE \lvetenskappe: FISIKA (V1) :: II II SEPTEMBER 2014 I' II ~ «~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~e~ee~~~ee~ee~~~~v Nadia 12/3 Pct1cte( 1JJ.\j~~oe(\ I' II Kopiereg voorbehou \)0'\ ~'fl-~.~

2 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier opsies word as moontlike antwoorde vir die volgende vme gegee. Efke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Skryf slegs die letter (A-D) langs die vraagnommer ( ) in die ANTWOORDEBOEK neer. 1.1 'n Voorwerp word opwaarts gegooi soos in die diagram hieronder aangetoon. A, B, C en 0 is spesifieke punte op die pad van die voorwerp. ~Iugweeffitand. C' I ~D,. ~ j ~ ;! ; ~ i - i I Die punt op die pad waar die waarde van die snelheid NUL is, en die versnelling 9,8 m.s 2 is 'n Voorwerp met massa 'm' begin vryval vanaf punt A. Die diagram hieronder toon die beweging van die voorwerp vanaf punt A..-' A h -- --B D Ie ver h ou d' Ing van d' Ie k- Ine ti ese energle. be' y punt,tot die megamese tr<'.r[k.-t(pi energie by punt A is... A 3:2 B 2:3 C 1:3 ~! 3:1

3 'n Toegepaste krag FA laat' horisontale oppervlak. Die wrywi. word, is F f Die diagram hieronder ()()fl gedurende sy beweging. 'n growwe 'ondervind op die krat inwerk Die KORREKTE stelling hieronder in verband met die tipe werk wat gedoen word deur die kragte wat op die krat inwerk, is: Werkgedoen Werkgedoen Werkgedoen Werkgedoen deur krag F N deur kraq FA deur kraq Fa deur kraq F f 'fa; positief positief negatief negatief B nul positief nul negatief C positief nul positief nul D nul positief nul nul 1.4 'n Tennisbal, met massa m, tref 'n muur loodreg teen 'n spoed van v. Die bal bons terug van die muur af teen 'n spoed van % v. Die grootte van die impuls van die muur op die bal is... A ~:.... ~ mv C 1%mv %mv 0 2mv (2)...

4 1.5 Die skematiese diagram 1 hieronder toon die verwagte absorpsiespektrum van 'n voorwerp in die ruimte. Oiagramme 2 en 3 toon die absorpsiespektrum wat deur die voorwerp ontvang word vanaf ster 1 en ster 2 onderskeidelik. Die getalle bo en onder die spektra is die golflengtes soos gemeet in nm. 5 NSS - :' :. I: '. ~.;, 1 ~, ~ <.... i 1: ;, I,. ;,.;':.. b Die KORREKTE stelling in verband met die Dopplerverskuiwing en beweging van die sterre relatieftot die voorwerp is... Ster 1 Ster 2 A rooiverskuiwing en beweeg weg rooiverskuiwing en beweeg nader B blouverskuiwing en beweeg weg rooiverskuiwing en beweeg weg C rooiverskuiwing en beweeg weg blouverskuiwing en beweeg nader D blouverskuiwing en beweeg nader rooiverskuiwing en beweeg weg > Twee puntladings,..0. ~C\ +2 nc en -1 nc, is op vaste posisies op 'n Iyn soos in die diagram hieronder aangetoon. 'n Derde lading van +1 nc word nou erens op die Iyn geplaas. II--7' <-_-_-_J ~~~ 111_-_' _-._->_ +2 nc -1 nc In watter een van die drie gebiede I, II of III moet die lading van +1 nc geplaas word sodat die RESUL TANTE elektrostatiese krag wat die lading ondervind, NUL sal wees? A B C 1)- Slegs gebied I Slegs gebied II Slegs gebied III Gebiede I of III

5 6 NSS Die diagramme hier resistors R 1 R 2, R 3 en ~ _.. fwee verskillende stroombane. Die vier ties en is gekoppel aan 'n 12 V battery. Watter stelling in verband met die stroom wat deur die resistors vloei, is NIE KORREK NIE? A 'Be D Die stroom in R 1 en R2 is dieselfde. Die stroom in R 3 en ~ is dieselfde. Die stroom in R 1 en R 2 is die helfte van die stroom in R 3 of R 4. Die stroom in R1 en R 2 is dubbel die stroom in R 3 en~. 1.8 In die grafiek hieronder toon die soliede kurwe hoe die emk wat deur 'n eenvoudige generator gelewer word oor 'n tydperk, wissel. Die stippellynkurwe is die lewering van dieselde generator nadat 'nverandering aan die generator aangebring is. emk 2 (V). ~ 'W "., : 0,05 \ 0,1 t II. II' ". II'.... II : 015 : 02 :. '0, \..V~., i "... ". II. II. ' '.. t '". It. -4l II I' ~ '.'..~ Watter verandering aangetoon? is aangebring om die resultate te fewer soos B e ;[». 'n Splitringkommutator is bygevoeg. Die aantaf windings op die spoel is viervoudig vermeerder. Die rotasiespoed van die spoel is verdubbel.

6 7 NSS 1.9 Elektromagnetiese strale met spesffieke intensiteit bestraal 'n metaaloppervlak met 'n werkfurksievan 3E J. FotoeHektrone met 'n maksimum kinetiese energie van EJ word vrygestel. As die intensiteit van die invallende strale verdubbel, satdie maksimum kinetiese energie van die fotoelektrone... wees. ~ 2E B 4E C 5E D 7E (2) 1.10 Die diagram hieronder toon moontlike oorgange van elektrone tussen energievlakke in 'n atoom van 'n spesifieke element..' Watter oorgang sal die Iyn van KORTSTE GOLFLENGTE emissiespektrum van hierdie element tot gevolg he? Oorgang e B Oorgang b C Oorgang d op die \ D Oorgang a (2) [20]

7 2. Laat EEN reel oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG Rond jou finale numeriese antwoorde af tot 'n minimum van TWEE desimale plekke. VRAAG 2 (Begin op 'n nuwe bladsy.) \Cljbl'\! N Twee bokse Pen Q, met massas van 2<;'&'9 en ~~fonderskeidelik, is aan mekaar geheg met 'n onrekbare tou en is~i''':i1jsop 'ngfoww~horisohtale-6ppervlak. 'n KonstaRte kragf, met grootteso'n; word dan parallelaan-die oppervlak, en na regs, opq toegepas vir 3 s sod at Q 'n afstanovan 6 m beweeg. Ignoreer die massa van die tou. t b,x Noem die loodregte krag wat deur die oppervlak waarmee die boks in kontak is, op die boks uitgeoefen word. Hoekom is die versnelling van boks P en Q dieselfde, terwyl hulle onder die uitwerking van krag F beweeg? Indien die trekkrag van 30 N toegepas word teen 'n hoek van 30 opwaarts vanaf die horisontaal, hoe sal dit die ~_op die 3 kg boks affekteer? - r--r.-"),- ~ _ Gee 'n rede vir jou antwoord. )-l-u-.-:'ii' rn ~ FJ -r'i Nadat die bokse vir 3"sel<ondesbeweeg'het, word die kr,qgf verwyder. Die bokse houaan om na regs te beweeg voor dit tot stilstand kom. Wat is die rigting van die netio krag op die bokse nadat die krag F verwyder is? Skryf slegs NA LINKS of NA REGS. (1) [18]

8 Aj In Rubberbal met massa'120gram word van 'n hoogte van 2 meterlaat val op In plat horisontaleharde stuk grond~ Ignoreer lugweerstand. Dierubberbar verloor spoed elke keer wat dit bons. Die grafiek hieronder toon hoe die hoogte van die bal verander teenoor tyd. E1,2 -- ~ oo.c. 0,8,.tyd (s) 1, Definieer impuls in woorde. (2) 3.3 Bereken die spoed van die bal as dit die grond tref. ~t (3) 3.4 Gebruik die waardes vanaf die grafiek om aan te toon dat die grootte van_?~esnelheid van die bal as d~~i~,~r9nd verlaat, On!!8Veer 4,7'1' (3) m s IS. I.1 0,~. G' -Ol-'?>S 1 t>:t:. -,,,,,~, OrO'< \If:'. 3.5 Bereken die gemiddelde krag wat deur die grond op die bal uitgeoefen word terwyl dit in kontak met die grond is. (3)

9 10 NSS 1,2 tyd (5) Skets die snelheid-tyd grafiek van die bal se beweging. Dui die volgende op jou grafiek aan - snelheid waarmee dit die grond tref. snelheid waarmee dit die grond verlaat. - tyd van bogenoemde snelhede. - tyd wat dit die maksimum hoogte bereik na die eerste bons. (3) [15] In Meisie met 'n massa v~n'~~~g kry 'n saamrygelee~theid agter op 1~1:Ok~fiets by 'n seun met 'n massa van 3BDkg. Hulle ry teen In konstante spoeq'van2~5 m's. 4.1 Sy weet as sy net haar voete op die grond neersit en regop staan, sy heel waarskynfik sal omval. Gebruik die wet in fisika om te verduidelik hoekom sy sal omval. (2) Daarom stoot sy haarself eerder af van die agterkant van die fiets deur met haar hande in die rigting van die beweging te druk teen die fietsraam, sod at sy op die grond land met 'n horisontale snelheid van nul. 4.3 Bereken die grootte van die snelheid van die fiets en die seun direk nadat die meisie van die fiets af is. (4) 4.4 Bereken die totale kinetiese energie van die stelsel (fiets en albei kinders) voor en na die meisie afklim. Verduidelik die rede vir enige verskil. (4) [12]

10 11 NSS VRAAG 5 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n Fietsryer en haar fiets het 'n ;Qf:.s~m~1rtlike:iT1assaNaJl,,'A5"kgi Sy ry op 'n pad wat 'n hoek van SO met die b6risonta~lmaak. DiefwveefSfaniJ!teen die beweging van die fiets is2{}'n, Terwyl sy op die pad ry, gaan sy by.;puritc;\ferby teen 'n spoed van t2;m~s-1 en 'n,versreuihg~y~n;:,;;oi2c!ll's-2. ~ Ḃ ț 5.1 Bereken die tempo waarteen die werk deur die fietsryer gedoen word by punt C. Wanneer die fietsryer by punt B verbygaan. verder op met die pad, is haar spoed 8 m s- 1. By punt B hou sy op om die fiets te trap en kom tot stilstand by punta. Veronderstel dat die weerstand teen die beweging van die fietsryer dieselfde bly. I! I I i i: (5) I t ~! t f: t" 1,f (2) (5) l [12] r~, f! ;:.) {.~

11 'n Motor wat aanvank1iksthstaan, het 'n radio waf musiek speel. Die diagram hieronder (nie volgens skaal geteken nie) verteenwoordig die klankgolffronte wat voortgebring word deur 'n musikale noot met 'n frekwensie van 440Hz en wat uitsprei van die motor af.. Die spoed'van klank in lug is 330,m s Wat is die frekwensie van die noot soos gehoor deur 'n waarnemer wat by punt A staan? (1) Die motor beweeg nou teen 'n konstante spoed van 8 m s- 1. Die golffronte wat die stilstaande waarnemer by A bereik, is hieronder aangetoon. ~-. ~ -e?" A "0' ~ f bewegende bran 6.3 Gee die Doppler-effek in woorde. (2)

12 FisieseWetenskappeN1 13 NW/September2014 NSS \ rf' ~ 0\ \ O VRAAG 7 (Begin op 'n nuwe bladsy:.) \c ~.- ~V) " Twee~~~ voorwerpe van +2 IJC en -61JC word op 'n afstand van 10 em van mekaar <:if geplaas. Noem die wet wat gebruik kan word om die krag tussen die twee ladings te bepaal. Bereken die grootte van die elektrostatiese ladings. krag tussen die twee Die twee ladings word nou IN KONTAK met mekaar gebring en word dan by punte A en B geplaas, soos hieronder aangetoon: ~. I 1 I 1\ I J -- i A, I fr ~ "!' ~ -o.t ~ i l I i, ~ :-. '.,. --. i '"t A ;..; J T..! 8.. t I \ / - - P is 'n punt horisontaal vanaf A langs die x-as en vertikaal bokant B langs die y-as. Wat is die lading op die voorwerpe wat by A en B geplaas is nadat hulle in kontak met mekaar was? _ 7.4 Bereken die grootte en rigting van die elektriese veld by P as gevolg van die lading by A. (3) 'n Elektrbn word nou by punt P geplaas. Bepaal die grootte en rigting (antikloksgwys gemeet vanaf die x-as) van die netto elektrostatiese krag wat deur die elektron by punt P ondervind. word.

13 Graad 12 leerlinge voer 'n eksperiment uit om die INTERNE WEERSTAND van '0 battery te bepaal. Die leerlinge is in twee groepe verdeel en elke groep het die volgende materiaal ontvang: 'n battery,/ 'n verstelbare resistor../ 'n ammeter,/ 'n voltmeter v'" verbindingsdradefen 'n skakelaar. v 8.1 Teken 'n stroombaandiagram, deur van bogenoemde materiale gebruik te maak, om die eksperiment mee uit te voer. (3) Groep 1 gebruik battery 1 met 'n interne weerstand r1- Groep 2 gebruik battery 2 met 'n interne weerstand r '... it" 8.2 Verduidelik hoekorn die voltmeterlesing oor die battery afneern soos die stroom toeneem_ Gebruik toepaslike vergelyking{s) in fisika in jou verduideliking. (3) 8.3 Watter groep, 1 of 2, het die battery met die grootste interne weerstand gebruik? (1)

14 emk (E ) van die battery wat die leerlinge in groep 2 gebruik het. interne weerstand van die battery wat die leerlinge in groop 1 gebruik het. 8.5 As die interne weerstand van die battery weglaatbaar is, teken 'n sketsgrafiek am die vorrn van die grafiek aan te toon as die voltmeterfesing teenoor die stroom gestip word. (2) [13] 9.1 In watter rigting sat segment AS van die spool roteer? Skryf slags KLOKSGEWYS of ANTIKLOKSGEWYS.

15 Die grafieke hieronder toon die geinduseerde emk teenoor tyd en die stroom teenoor tyd, vir dieselfde generator. Die spool maak 50 rotasies in een sekonde. 20 _20:11. _ die tyd T 1. (2) die piekwaa(de van die spanning. (1) die wortel-van-gemiddelde-kwadraat spanning. (3) die weerstand van die resistor. (3) die gemiddelde drywing. (3) [19]

16 .;/~ //.r Fisiese WetenskappeN1 17 NSS 'n Fotoelektriese eksperiment word gedoen deur drie monochromatiese ligbronne, A, B, en C, met verskillende gotflengtes, te gebruik. Hierdie ligbronne skyn onderskeidelik op metaal M en dan op metaal N. Die resultate wat verkry is, word in die tabel hieronder aangetoon: Ligbron Golflengte Metaal M Metaal N ( x 10-7 m) A ~\e\~ 3,0 elektron vrygestel elekron vrygestel B 6,0 elektron net-net geen elektron v estel v estel nie C Q-rP\ 7,0 geen elektron geen elektron v estel nie v estel nie 10.3 Verduidelik, vir ligbron B, hoekom elektrone vrystel word van metaal M, maar nie van metaal N nie. (3) 10.5 Wat is die ligbron B? Kies uit ULTRAVIOLET, INFRAROOI of ORANJE Sal daar vrystelling van elektrone wees as die infrarooi Iig op metaaloppervlak N geskyn word? Gee en rede vir jou'-antwoord. (2) [13]