ONDERWYSERSKLUBEKSAMEN GRAAD 11 FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA...
Transcript of ONDERWYSERSKLUBEKSAMEN GRAAD 11 FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA...
PUNTE: 150
TYD: 3 uur
INSTRUKSIES EN INLIGTING1. Hierdievraestelbestaanuit12bladsye,tweedatavelleen’nvelgrafiekpapier.2. Beantwoord AL die vrae.3. BeantwoordVraag7.2opdiegrafiekpapier.4. Jymagnieprogrammeerbaresakrekenaarsgebruik.5. Toepaslikewiskundigeinstrumentemaggebruikword.6. Nommerdievraekorrekvolgensdienommeringstelselwatinhierdievraestel
gebruikword.7. Datavellewordvirjougebruikaangeheg. 8. Geekortmotiverings,besprekings,ensovoorts,waarditvereisword.
ONDERWYSERSKLUBEKSAMEN
GRAAD 11
FISIESE WETENSKAPPE: FISIKAVraestel 1
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 2 van 15
Afdeling A
Vraag 1: Eenwoord-antwoorde
GeeEENwoordoftermvirELKEENvandievolgendebeskrywings.Skryfslegsdiewoordoftermlangsdiebetrokkevraagnommer(1.1–1.5)opdieaangehegteANTWOORDVEL neer.
1.1 Veranderinginmomentum (1)
1.2 Diemeeteenheidvanklankintensiteit (1)
1.3 Ruimtegebiedwaarin’nelektrieselading’nkragervaar (1)
1.4 Diearbeidwatverrigwordom’nladingtussentweepuntein’nstroombaantebeweeg. (1)
1.5 Tempovanveranderingvanmagnetiesevloed (1)[5]
Vraag 2: Onwaar stellings
ElkestellinghieronderisONWAAR.Skryfdiekorrektestellinglangsdievraagnommer(2.1–2.5)neer.Moeniediestellingsmet’nnegatiewestellingregstelnie,bv.“…HETNIE/ISNIE…”,salnieas’nkorrekteantwoordaanvaarword nie.
2.1 ’nStilstaandevoorwerphetgeenkragtewatdaaropinwerknie. (2)
2.2 Tydens’nonelastiesebotsingwordslegskinetieseenergiebehou. (2)
2.3 Heelgetalveelvoudevandiefundamentelefrekwensiewordoktawegenoem. (2)
2.4 ’nKonvergerendelensvormslegswerklike(reële)beelde. (2)
2.5 Wanneerresistorsparallelverbindword,wordhullepotensiaalverdelersgenoem. (2)
[10]
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 3 van 15
Vraag 3: Meerkeusevrae
Viermoontlikeantwoordewordvirelkvandievolgendevraegegee.ElkevraaghetEENkorrekteantwoord.Kiesdiekorrekteantwoordenskryfslegsdielettervandiekorrekteantwoordlangsdievraagnommer(3.1–3.5)neer.
3.1 ’n5kg-boksisinrusopdievloer.Dieboksseoppervlakareawatinkontakmetdievloeris,is0,5m2.Wanneer’nkragFopdieboksuitgeoefenword,beweegditteen’nsnelheidv.Dieselfdebokswordopsysygekeer,sodatdieoppervlakareawatinkontakmetdievloeris,nou0,25 m2is.Virdieboksomteendieselfdesnelheidv te beweeg, moet die kragwatuitgeoefenword,veranderna:
A 2F B ½ F C 4F D F (2)
3.2 ’nLeerderbesluitomhaarradiosevolumehardertestel.Wattereenvandievolgendekenmerkevanklanksaltoeneemasdievolumetoeneem?
A golflengte B amplitude C frekwensie D snelheid (2)
3.3 Dieversnellingweens’nplaneetseswaartekragis… A direkeweredigaandiekwadraatvandieplaneetseradius. B direkeweredigaandieplaneetsemassa. C omgekeerdeweredigaandieplaneetseradius. D omgekeerdeweredigaandieplaneetsemassa. (2)
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 4 van 15
3.4 ’nKapasitorwordaan’nbatteryverbind,sooshierondergetoonword.
Wattereenvandievolgendegrafiekeillustreertenbestedieveranderingindieammeterlesingoordietydperkvanafdieoomblikdatdieongelaaidekapasitorverbindword,totdatdittenvollegelaaiis?
(2)
I (A)
I (A)
I (A)
I (A)
A
t (s) t (s)
t (s) t (s)
B
C D
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 5 van 15
3.5 Bestudeerdieelektriesestroombaanhieronder.
AsgloeilampYuitbrand,hoesaldieammeter-envoltmeterlesingverander?
Ammeterlesing VoltmeterlesingA word nul word nul
B neem toe neem toe
C neem af neem af
D word nul neem toe
(2)[10]
Totaal Afdeling A: 25
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 6 van 15
Afdeling B
Instruksies en inligting1. BeantwoordVraag8.3opdiegrafiekpapier.2. ToonformulesensubstitusiesinALjouberekeninge.3. RondjouantwoordetotTWEEdesimaleplekkeaf.
Vraag 4
4.1 Steldiebeginselvanbehoudvanmomentum. (2)
4.2 ’nKoeëlmet’nmassavan20gneem4×10–4somby’ngeweerseloopuittekomnadatditafgevuuris.Diegeweersemassais7kg.Asdiekragwatopdiekoeëluitgeoefenword,3×103Nis,bereken:4.2.1 diesnelheidvandiekoeël,dieoomblikwanneerditbydieloop
uitkom. (5)4.2.2 diegeweerseterugslagsnelheid. (4)
[11]
Vraag 5
5.1 Dieuitwerkingvanwrywingskragtekandikwelsongewenswees,entogiswrywinginbaiegevallewenslik.
Hoekomisdieuitwerkingvanwrywing…
5.1.1 onwenslik (2)5.1.2 wenslik? (2)
5.2 ’n50-kg-bokswordop’nskuinsvlakgeplaas,wat’nhoekvan30° met die horisontaalmaak.Diekoëffisiëntvanglywrywingis0,30.
5.2.1 Teken’nvryeliggaamdiagram(kragdiagram)vanaldiekragtewatopdieboksinwerk.Geebyskriftevirdiekragte. (5)
5.2.2 Berekendieresulterendekragwatopdieboksinwerk. (10)[19]
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 7 van 15
Vraag 6
’nVerwerstaanop’nhorisontale,uniformesteierwatbysypunteaantweeloodregtetoue,AenB,hang.AenBis5mvanmekaaraf.Diesteierweeg20kg.DiespanningintouAis600NendiéintouBis200N.
6.1 Berekendiegewigvandieverwer. (5)
6.2 HoevervantouAafstaandieverwer? (6)[11]
Vraag 7
’nVoorwerpwat3mmlankis,worddeur’neenvoudigevergrootglasmet’nbrandpuntafstandvan20mmbekyk.Dievoorwerpis10mmvandielensaf.
7.1 Omskryfdiebegripbrandpuntafstand van ’n konvekse lens. (1)
7.2 Teken’nakkuratestraaldiagramomdieposisievandiebeeldwatdeurdievergrootglasgevormword,tebepaal. (6)
7.3 Skryfdrieeienskappevanhierdiebeeldneer. (3)
7.4 Berekendievergroting. (3)[13]
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 8 van 15
Vraag 8
8.1 Bestudeerdieposisie–tyd-grafieke(A,B,C,D)watverskillendeklankgolwevoorstel.
8.1.1 Wattersoortgolfis’nklankgolf? (1)8.1.2 Watterklankgolfhetdiehoogstefrekwensie?Watishierdie
klankgolfsefrekwensie? (3)8.1.3 Wattergrafieksteldiehardsteklankmetdielaagstetoonhoogte
voor? (1)8.1.4 BerekendiespoedvandieklankingrafiekA. (4)
8.2 ’nSpeelgoedsirenemaaktrillingsvan’nkonstantefrekwensie.Diesirenestuurgolwevan10cmlankdeurmediumAengolwevan15cmlankdeurmediumB.DiegolfsesnelheidinAis90cm⋅s–1.BerekendiegolfsesnelheidinB. (5)
[14]
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy9van15
Vraag 9
’nKitaarsnaartrilmetdiestaandegolfwathierondergetoonword.
9.1 Omskryfdiebegripfundamentele frekwensie vandiesnaar. (1)
9.2 Watishierdiestaandegolfsegolflengte? (2)
9.3 Skryf’nuitdrukkingvirdiefrekwensievanhierdiebotoonmetverwysingna die lengte L ensnelheid. (3)
[6]
Vraag 10
Tweegelaaidevlierpitballetjies,AenB,wordsooshierondergetoondeur’nvakuumomhul.BalletjieAhangboballetjieB.Elkeballetjiesemassais2g.BalletjieBhet’nladingvan6µC.
10.1 WatisdieladingopballetjieA?Gee’nredevirjouantwoord. (2)
10.2 AsballetjieA5cmbodiemiddelpuntvanballetjieBis,watisdieladingopA? (6)
[8]
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 10 van 15
Vraag 11
Diediagramhierondertoon’nstroombaanmet’n2,5µF-kapasitorwatinseriemet’n12V-batterymet’n280Ω-weerstandverbindis.Ná’nspesifieketyd,t, hetdiepotensiaalverskiloordiekapasitortot2Vgestyg.Jykandiebatteryseinterneweerstandbuiterekeninglaat.
SkakelaarSwordnoutoegemaak.
11.1 Berekendieaanvanklikelaaistroom. (3)
11.2 Watisdiepotensiaalverskiloordieweerstandnátydt? (2)
11.3 Berekendiestroomwanneerdiepotensiaalverskiloordiekapasitor 2Vis. (2)
11.4 Teenwattertemponeemdiepotensiaalverskiloordiekapasitortoe? (4)[11]
Vraag 12
’nSirkelvormigespoeldraadmet’nradiusvan2cmhet50draaie.’nMagneetwat’nmagnetieseveldvan0,05Tskep,wordvinnigvanbinnekantdiespoeluitgetrektotdatditvergenoegisvirdieveldombinne0,2snulteword. 12.1 StelFaradayseWetvanelektromagnetieseinduksie. (1)
12.2 Berekendiee.m.k.watgedurendet = 0 s tot t=0,2sindiespoelgeïnduseerword. (6)
[7]
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 11 van 15
Vraag 13
13.1 Indiestroombaanhieronderword’n12V-batteryvanonbeduidendeinterneweerstandaan’nreeksresistorsgekoppel.
13.1.1BerekendiewaardevanRx as die stroombaan se totale weerstand gelykisaanRx. (5)
13.1.2Berekendiestroomwatdeurdie20Ω-resistorvloei. (5)
13.2 ’nTransformatormetonbeduidendekragverlieswordaan’n120V-toevoergekoppel.Diesekondêrespoelisaan’nladingvan 2,8×105 Ωgekoppel.Dieprimêrespoelhet600draaieendiesekondêrespoelhet15000draaie.
13.2.1Berekendieuitgangspotensiaalverskil. (3)13.2.2Berekendiekragwataandieladinggelewerword. (3)
13.3 Wattersoortbesoedelingkannaby’nkernkragstasiesoosKoebergvoorkom?Watteruitwerkingsalditopdieomgewinghê? (2)
[18]
Rx
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 12 van 15
Vraag 14
Dieeienskappevanhalfgeleierssoossilikonhetdieontwikkelingvanrekenaarsmoontlikgemaak.
14.1 Watishalfgeleiers? (1)
14.2 Diediagramhierondertoon’ndiode.
14.2.1Identifiseerdiesoortdiodewathierbogeïllustreerword. (1)
14.2.2Watisdiediodesefunksie? (2)
14.2.3’nLeerdersêbogenoemdeis’ndiodemetteenvoorspanning.Stemjysaam?Gee’nredevirjouantwoord. (3)
[7]
Totaal Afdeling B: 125Groottotaal: 150
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 13 van 15
DATA VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 11 FISIKA: Vraestel 1
TABEL1: FISIESE KONSTANTES
NAAM SIMBOOL WAARDE
Swaartekragversnelling g 9,8m⋅s–2
Spoedvanligin’nvakuum c 3,0×108 m⋅s–1
Swaartekragkonstante G 6,67×10–11 N⋅m2⋅kg–2
Coulombsekonstante k 9,0×109N⋅m2⋅C–2
Ladingopelektron e– –1,6×10–19 C
Elektronmassa me 9,11×10–31kg
Permittiwiteitvan’nvakuum ε0 8,85×10–12 F⋅m–1
TABEL 2:FORMULES
BEWEGING
ve = vb + aΔt Δx = vbΔt = 1 __ 2 aΔt2
ve2 = vb
2 + 2aΔx Δx = ( ve + vb ______ 2 ) Δt
KRAG
Fnet = ma p = mv
F = Gm1m2 ______ r2 FΔt = Δp = mv−mu
μs = fs(maks) _____ N μk =
fk __ N
GEWIG EN MEGANIESE ENERGIE
Fg = mg U = Ep = mgh
K = Ek = 1 __ 2 mv2
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 14 van 15
GOLWE, LIG EN KLANK
v = f λ of v = v λ T = 1 __ f of T = 1 __ v
ELEKTROSTATIKA
F = kQ1Q2 _____ r2 (k=9,0×109N⋅m2·C-2) E = F __ q
E = kQ
___ r2 (k=9,0×109N⋅m2·C-2) E = V __ d
V = W __ Q W = QEs
U = kQ1Q2 _____ r (k=9,0×109N⋅m2⋅C-2) C =
Q __ V
C = ε0A ___ d
ELEKTROMAGNETISME
ε=−N ΔΦ ___ Δt Φ = BA
Vs ___ Vp
= Ns ___ Np
F = qvB
ELEKTRIESE STROOMBANE
I = Q
___ Δt R = V __ I
e.m.k. = I(R + r) R = r1 + r2 + r3 + …
1 __ R = 1 __ r1 + 1 __ r2
+ 1 __ r3 + …
MaskewMillerLongman,Verken Natuur- en SkeikundeGraad11–Fisika:Vraestel1 Bladsy 15 van 15
GRAFIEKPAPIER
VRAAG 7.2
10 mm
L