edexcel igcse in physics (4ph0) - tonbridge physics

3 UG029854 – Specification – Edexcel International GCSE in Physics (4PH0) –

Issue 4 – November 2011 © Pearson Education Limited 2011

Qualification contentPaper 1 assesses only the content that is not in bold. BOTH TRIPLE & DOUBLE

Paper 2 assesses all content including content in bold. - TRIPLE ONLY

This Edexcel International GCSE in Physics requires students to demonstrate an understanding of:

• forces and motion

• electricity

• waves

• energy resources and energy transfer

• solids, liquids and gases

• magnetism and electromagnetism

• radioactivity and particles.

Section 1: Forces and motion

a) Units

b) Movement and position

c) Forces, movement, shape and momentum

d) Astronomy

a) Units

Students will be assessed on their ability to:

1.1 use the following units: kilogram (kg), metre (m), metre/second (m/s), metre/second2 (m/s2), newton (N), second (s), newton per kilogram (N/kg), kilogram metre/second (kg m/s).

UG029854 – Specification – Edexcel International GCSE in Physics (4PH0)

– Issue 4 – November 2011 © Pearson Education Limited 2011

4

b) Movement and position


1.2 plot and interpret distance-time graphs

1.3 know and use the relationship between average speed, distance moved and

time:

distance movedaverage speed =

time taken

1.4 describe experiments to investigate the motion of everyday objects such as

toy cars or tennis balls

1.5 know and use the relationship between acceleration, velocity and time:

changeinvelocityacceleration =

time taken

( ) =

v ua

t

1.6 plot and interpret velocity-time graphs

1.7 determine acceleration from the gradient of a velocity-time graph

1.8 determine the distance travelled from the area between a velocity-time

graph and the time axis.

UG029854 – Specification – Edexcel International GCSE in Physics (4PH0) –


5

c) Forces, movement, shape and momentum


1.9 describe the effects of forces between bodies such as changes in speed,

shape or direction

1.10 identify different types of force such as gravitational or electrostatic

1.11 distinguish between vector and scalar quantities

1.12 understand that force is a vector quantity

1.13 find the resultant force of forces that act along a line

1.14 understand that friction is a force that opposes motion

1.15 know and use the relationship between unbalanced force, mass and

acceleration:

force = mass × acceleration

F = m × a

1.16 know and use the relationship between weight, mass and g:

weight = mass × g

W = m × g

1.17 describe the forces acting on falling objects and explain why falling objects

reach a terminal velocity

1.18 describe experiments to investigate the forces acting on falling objects, such

as sycamore seeds or parachutes

1.19 describe the factors affecting vehicle stopping distance including speed,

mass, road condition and reaction time

1.20 know and use the relationship between momentum, mass and

velocity:

momentum = mass × velocity

p = m × v

1.21 use the idea of momentum to explain safety features

1.22 use the conservation of momentum to calculate the mass, velocity or

momentum of objects

1.23 use the relationship between force, change in momentum and time

taken:

change in momentumforce =

time taken

1.24 demonstrate an understanding of Newton’s third law

1.25 know and use the relationship between the moment of a force and its

distance from the pivot:

moment = force × perpendicular distance from the pivot

1.26 recall that the weight of a body acts through its centre of gravity



6

1.27 know and use the principle of moments for a simple system of

parallel forces acting in one plane

1.28 understand that the upward forces on a light beam, supported at its

ends, vary with the position of a heavy object placed on the beam

1.29 describe experiments to investigate how extension varies with applied force

for helical springs, metal wires and rubber bands

1.30 understand that the initial linear region of a force-extension graph is

associated with Hooke’s law

1.31 describe elastic behaviour as the ability of a material to recover its original

shape after the forces causing deformation have been removed.

d) Astronomy


1.32 understand gravitational field strength, g, and recall that it is different on

other planets and the moon from that on the Earth

1.33 explain that gravitational force:

causes moons to orbit planets

causes the planets to orbit the sun

causes artificial satellites to orbit the Earth

causes comets to orbit the sun

1.34 describe the differences in the orbits of comets, moons and planets

1.35 use the relationship between orbital speed, orbital radius and time period:

2 orbital radiusorbital speed =

time period

2 rv

T

1.36 understand that:

the universe is a large collection of billions of galaxies

a galaxy is a large collection of billions of stars

our solar system is in the Milky Way galaxy.



7

Section 2: Electricity

a) Units

b) Mains electricity

c) Energy and potential difference in circuits

d) Electric charge

a) Units


2.1 use the following units: ampere (A), coulomb (C), joule (J), ohm ( ), second

(s), volt (V), watt (W).

b) Mains electricity


2.2 understand and identify the hazards of electricity including frayed cables,

long cables, damaged plugs, water around sockets, and pushing metal

objects into sockets

2.3 understand the uses of insulation, double insulation, earthing, fuses and

circuit breakers in a range of domestic appliances

2.4 understand that a current in a resistor results in the electrical transfer of

energy and an increase in temperature, and how this can be used in a

variety of domestic contexts

2.5 know and use the relationship:

power = current × voltage

P = I × V

and apply the relationship to the selection of appropriate fuses

2.6 use the relationship between energy transferred, current, voltage and time:

energy transferred = current × voltage × time

E = I × V × t

2.7 understand the difference between mains electricity being alternating

current (a.c.) and direct current (d.c.) being supplied by a cell or battery.



8

c) Energy and potential difference in circuits


2.8 explain why a series or parallel circuit is more appropriate for particular

applications, including domestic lighting

2.9 understand that the current in a series circuit depends on the applied

voltage and the number and nature of other components

2.10 describe how current varies with voltage in wires, resistors, metal filament

lamps and diodes, and how this can be investigated experimentally

2.11 describe the qualitative effect of changing resistance on the current in a

circuit

2.12 describe the qualitative variation of resistance of LDRs with illumination and

of thermistors with temperature

2.13 know that lamps and LEDs can be used to indicate the presence of a current

in a circuit

2.14 know and use the relationship between voltage, current and resistance:

voltage = current × resistance

V = I × R

2.15 understand that current is the rate of flow of charge

2.16 know and use the relationship between charge, current and time:

charge = current × time

Q = I × t

2.17 know that electric current in solid metallic conductors is a flow of negatively

charged electrons

2.18 understand that:

voltage is the energy transferred per unit charge passed

the volt is a joule per coulomb.



9

d) Electric charge


2.19 identify common materials which are electrical conductors or insulators,

including metals and plastics

2.20 describe experiments to investigate how insulating materials can be

charged by friction

2.21 explain that positive and negative electrostatic charges are

produced on materials by the loss and gain of electrons

2.22 understand that there are forces of attraction between unlike

charges and forces of repulsion between like charges

2.23 explain electrostatic phenomena in terms of the movement of electrons

2.24 explain the potential dangers of electrostatic charges, eg when

fuelling aircraft and tankers

2.25 explain some uses of electrostatic charges, eg in photocopiers and

inkjet printers.



10

Section 3: Waves

a) Units

b) Properties of waves

c) The electromagnetic spectrum

d) Light and sound

a) Units


3.1 use the following units: degree (°), hertz (Hz), metre (m), metre/second

(m/s), second (s).

b) Properties of waves


3.2 understand the difference between longitudinal and transverse waves and

describe experiments to show longitudinal and transverse waves in, for

example, ropes, springs and water

3.3 define amplitude, frequency, wavelength and period of a wave

3.4 understand that waves transfer energy and information without transferring

matter

3.5 know and use the relationship between the speed, frequency and

wavelength of a wave:

wave speed = frequency × wavelength

v = f ×

3.6 use the relationship between frequency and time period:

periodtime

1frequency

Tf

1

3.7 use the above relationships in different contexts including sound waves and

electromagnetic waves

3.8 understand that waves can be diffracted when they pass an edge

3.9 understand that waves can be diffracted through gaps, and that the

extent of diffraction depends on the wavelength and the physical

dimension of the gap.



11

c) The electromagnetic spectrum


3.10 understand that light is part of a continuous electromagnetic spectrum which

includes radio, microwave, infrared, visible, ultraviolet, x-ray and gamma

ray radiations and that all these waves travel at the same speed in free

space

3.11 identify the order of the electromagnetic spectrum in terms of decreasing

wavelength and increasing frequency, including the colours of the visible

spectrum

3.12 explain some of the uses of electromagnetic radiations, including:

radio waves: broadcasting and communications

microwaves: cooking and satellite transmissions

infrared: heaters and night vision equipment

visible light: optical fibres and photography

ultraviolet: fluorescent lamps

x-rays: observing the internal structure of objects and materials and

medical applications

gamma rays: sterilising food and medical equipment

3.13 understand the detrimental effects of excessive exposure of the human body

to electromagnetic waves, including:

microwaves: internal heating of body tissue

infrared: skin burns

ultraviolet: damage to surface cells and blindness

gamma rays: cancer, mutation

and describe simple protective measures against the risks.



12

d) Light and sound


3.14 understand that light waves are transverse waves which can be reflected,

refracted and diffracted

3.15 use the law of reflection (the angle of incidence equals the angle of reflection)

3.16 construct ray diagrams to illustrate the formation of a virtual image in a

plane mirror

3.17 describe experiments to investigate the refraction of light, using rectangular

blocks, semicircular blocks and triangular prisms

3.18 know and use the relationship between refractive index, angle of incidence

and angle of refraction:

in

r

sin

sin

3.19 describe an experiment to determine the refractive index of glass, using a glass block

3.20 describe the role of total internal reflection in transmitting information along

optical fibres and in prisms

3.21 explain the meaning of critical angle c

3.22 know and use the relationship between critical angle and refractive index:

1c

nsin

3.23 understand the difference between analogue and digital signals

3.24 describe the advantages of using digital signals rather than

analogue signals

3.25 describe how digital signals can carry more information

3.26 understand that sound waves are longitudinal waves and how they can be

reflected, refracted and diffracted

3.27 understand that the frequency range for human hearing is

20 Hz – 20,000 Hz

3.28 describe an experiment to measure the speed of sound in air

3.29 understand how an oscilloscope and microphone can be used to

display a sound wave

3.30 describe an experiment using an oscilloscope to determine the

frequency of a sound wave

3.31 relate the pitch of a sound to the frequency of vibration of the source

3.32 relate the loudness of a sound to the amplitude of vibration.



13

Section 4: Energy resources and energy transfer

a) Units

b) Energy transfer

c) Work and power

d) Energy resources and electricity generation

a) Units


4.1 use the following units: kilogram (kg), joule (J), metre (m), metre/second

(m/s), metre/second2 (m/s2), newton (N), second (s), watt (W).

b) Energy transfer


4.2 describe energy transfers involving the following forms of energy: thermal

(heat), light, electrical, sound, kinetic, chemical, nuclear and potential

(elastic and gravitational)

4.3 understand that energy is conserved


inputenergytotal

outputenergyusefulefficiency

4.5 describe a variety of everyday and scientific devices and situations,

explaining the fate of the input energy in terms of the above relationship,

including their representation by Sankey diagrams

4.6 describe how energy transfer may take place by conduction, convection and radiation

4.7 explain the role of convection in everyday phenomena

4.8 explain how insulation is used to reduce energy transfers from buildings and

the human body.



14

c) Work and power


4.9 know and use the relationship between work, force and distance moved in

the direction of the force:

work done = force × distance moved

W = F × d

4.10 understand that work done is equal to energy transferred


gravitational potential energy = mass × g × height

GPE = m × g × h


kinetic energy = 2

1 × mass × speed2

KE = 2

1 × m × v2

4.13 understand how conservation of energy produces a link between

gravitational potential energy, kinetic energy and work

4.14 describe power as the rate of transfer of energy or the rate of doing work

4.15 use the relationship between power, work done (energy transferred) and time taken:

work donepower=

time taken

t

WP



15

d) Energy resources and electricity generation


4.16 describe the energy transfers involved in generating electricity using:

wind

water

geothermal resources

solar heating systems

solar cells

fossil fuels

nuclear power

4.17 describe the advantages and disadvantages of methods of large-

scale electricity production from various renewable and non-

renewable resources.



16

Section 5: Solids, liquids and gases

a) Units

b) Density and pressure

c) Change of state

d) Ideal gas molecules

a) Units


5.1 use the following units: degrees Celsius (oC), kelvin (K), joule (J), kilogram

(kg), kilogram/metre3 (kg/m3), metre (m), metre2 (m2 ), metre3 (m3),

metre/second (m/s), metre/second2 (m/s2 ), newton (N), pascal (Pa).

b) Density and pressure


5.2 know and use the relationship between density, mass and volume:

massdensity=

volume

V

m

5.3 describe experiments to determine density using direct measurements of mass and volume

5.4 know and use the relationship between pressure, force and area:

area

forcepressure

A

Fp

5.5 understand that the pressure at a point in a gas or liquid which is at rest

acts equally in all directions

5.6 know and use the relationship for pressure difference:

pressure difference = height × density × g

p = h × × g



17

c) Change of state


5.7 understand the changes that occur when a solid melts to form a

liquid, and when a liquid evaporates or boils to form a gas

5.8 describe the arrangement and motion of particles in solids, liquids

and gases

d) Ideal gas molecules


5.9 understand the significance of Brownian motion, as supporting evidence for particle theory

5.10 understand that molecules in a gas have a random motion and that they

exert a force and hence a pressure on the walls of the container

5.11 understand why there is an absolute zero of temperature which is –273 C

5.12 describe the Kelvin scale of temperature and be able to convert between the

Kelvin and Celsius scales

5.13 understand that an increase in temperature results in an increase in the

average speed of gas molecules

5.14 understand that the Kelvin temperature of the gas is proportional to

the average kinetic energy of its molecules

5.15 describe the qualitative relationship between pressure and Kelvin

temperature for a gas in a sealed container

5.16 use the relationship between the pressure and Kelvin temperature of

a fixed mass of gas at constant volume:

1 2

1 2

p p

T T=

5.17 use the relationship between the pressure and volume of a fixed mass of gas

at constant temperature:

p1V1 = =p2V2



18

Section 6: Magnetism and electromagnetism

a) Units

b) Magnetism

c) Electromagnetism

e) Electromagnetic induction

a) Units


6.1 use the following units: ampere (A), volt (V), watt (W).

b) Magnetism


6.2 understand that magnets repel and attract other magnets and

attract magnetic substances

6.3 describe the properties of magnetically hard and soft materials

6.4 understand the term ‘magnetic field line’

6.5 understand that magnetism is induced in some materials when they

are placed in a magnetic field

6.6 describe experiments to investigate the magnetic field pattern for a

permanent bar magnet and that between two bar magnets

6.7 describe how to use two permanent magnets to produce a uniform magnetic

field pattern.



19

c) Electromagnetism


6.8 understand that an electric current in a conductor produces a magnetic field round it

6.9 describe the construction of electromagnets

6.10 sketch and recognise magnetic field patterns for a straight wire, a

flat circular coil and a solenoid when each is carrying a current

6.11 understand that there is a force on a charged particle when it moves

in a magnetic field as long as its motion is not parallel to the field

6.12 understand that a force is exerted on a current-carrying wire in a magnetic

field, and how this effect is applied in simple d.c. electric motors and

loudspeakers

6.13 use the left hand rule to predict the direction of the resulting force when a

wire carries a current perpendicular to a magnetic field

6.14 describe how the force on a current-carrying conductor in a magnetic field

increases with the strength of the field and with the current.



20

d) Electromagnetic induction


6.15 understand that a voltage is induced in a conductor or a coil when it moves

through a magnetic field or when a magnetic field changes through it and

describe the factors which affect the size of the induced voltage

6.16 describe the generation of electricity by the rotation of a magnet within a

coil of wire and of a coil of wire within a magnetic field and describe the

factors which affect the size of the induced voltage

6.17 describe the structure of a transformer, and understand that a

transformer changes the size of an alternating voltage by having

different numbers of turns on the input and output sides

6.18 explain the use of step-up and step-down transformers in the large-

scale generation and transmission of electrical energy

6.19 know and use the relationship between input (primary) and output

(secondary) voltages and the turns ratio for a transformer:

input (primary) voltage primary turns=

output (secondary) voltage secondary turns

S

P

S

P

n

n

V

V


input power = output power

VP IP = VS IS

for 100% efficiency



21

Section 7: Radioactivity and particles

a) Units

b) Radioactivity

c) Particles

a) Units


7.1 use the following units: becquerel (Bq), centimetre (cm), hour (h), minute

(min), second (s).

b) Radioactivity


7.2 describe the structure of an atom in terms of protons, neutrons and

electrons and use symbols such as C14

6 to describe particular nuclei

7.3 understand the terms atomic (proton) number, mass (nucleon) number and isotope

7.4 understand that alpha and beta particles and gamma rays are ionising

radiations emitted from unstable nuclei in a random process

7.5 describe the nature of alpha and beta particles and gamma rays and recall

that they may be distinguished in terms of penetrating power

7.6 describe the effects on the atomic and mass numbers of a nucleus of the

emission of each of the three main types of radiation

7.7 understand how to complete balanced nuclear equations

7.8 understand that ionising radiations can be detected using a photographic

film or a Geiger-Muller detector

7.9 explain the sources of background radiation

7.10 understand that the activity of a radioactive source decreases over a period

of time and is measured in becquerels

7.11 understand the term ‘half-life’ and understand that it is different for different

radioactive isotopes

7.12 use the concept of half-life to carry out simple calculations on activity

7.13 describe the uses of radioactivity in medical and non-medical tracers, in

radiotherapy, and in the radioactive dating of archaeological specimens and

rocks



22

7.14 describe the dangers of ionising radiations, including:

radiation can cause mutations in living organisms

radiation can damage cells and tissue

the problems arising in the disposal of radioactive waste

and describe how the associated risks can be reduced.

c) Particles


7.15 describe the results of Geiger and Marsden’s experiments with gold foil and

alpha particles

7.16 describe Rutherford’s nuclear model of the atom and how it accounts for the

results of Geiger and Marsden’s experiment and understand the factors

(charge and speed) which affect the deflection of alpha particles by a

nucleus

7.17 understand that a nucleus of U-235 can be split (the process of fission) by

collision with a neutron, and that this process releases energy in the form of

kinetic energy of the fission products

7.18 understand that the fission of U-235 produces two daughter nuclei and a

small number of neutrons

7.19 understand that a chain reaction can be set up if the neutrons produced by

one fission strike other U-235 nuclei

7.20 understand the role played by the control rods and moderator when the

fission process is used as an energy source to generate electricity.



23

Assessment

Assessment summary

Paper 1 is externally assessed through an examination paper lasting 2 hours.

Paper 2 is externally assessed through an examination paper lasting 1 hour.

The assessment for this qualification is linear and both papers must be taken in the

same series.

There will be a range of compulsory, short-answer structured questions in both

papers which are ramped to ensure accessibility for less able students, as well as to

stretch more able students.

Students may be required to perform calculations, draw graphs and describe,

explain and interpret physical phenomena. Some of the question content will be

unfamiliar to students; these questions are designed to assess data-handling skills

and the ability to apply physical principles to unfamiliar situations. Questions

targeted at grades A*–B will include questions designed to test knowledge,

understanding and skills at a higher level, including some requiring longer prose

answers.

Summary of table of assessment

Physics Paper 1 Paper code: 4PH0/1P

Externally assessed

Availability: January and June series

First assessment: June 2013

Assesses all Assessment Objectives

Maximum mark 120

2-hour examination

Assesses specification content not in bold

Physics Paper 2 Paper code: 4PH0/2P

Externally assessed

Availability: January and June series

First assessment: June 2013

Assesses all Assessment Objectives

Maximum mark 60

1-hour examination

Assesses all specification content, including that in bold

P38759A©2011 Edexcel Limited.

1/1/1/1/

*P38759A0132*

Instructions

Use black ink or ball-point pen.

Fill in the boxes at the top of this page with your name,

centre number and candidate number.

Answer all questions.

Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

Show all the steps in any calculations and state the units. Some questions must be answered with a cross in a box . If you change

your mind about an answer, put a line through the box and then mark

your new answer with a cross .

Information

The total mark for this paper is 120.

The marks for each question are shown in brackets

– use this as a guide as to how much time to spend on each question.

Advice

Read each question carefully before you start to answer it. Keep an eye on the time.

Write your answers neatly and in good English.

Try to answer every question.

Check your answers if you have time at the end.

Turn over

Materials required for examination.Ruler, protractor, calculator

Centre Number Candidate Number

Write your name here

Surname Other names

Total Marks

Paper Reference

Edexcel IGCSE

PhysicsUnit: 4PH0Science (Double Award) 4SC0Paper: 1P

Friday 27 May 2011 – Morning

Time: 2 hours4PH0/1P4SC0/1P

2

*P38759A0232*

EQUATIONS

equations

VT

orbital speedperiod

2 r2 orbital radius

3

*P38759A0332* Turn over

Answer ALL questions.

1 A golfer hits a golf ball and it bounces into the hole.

(a) Use words from the box to complete the sentences below.

Each word may be used once, more than once, or not at all.

chemical elastic electrical gravitational kinetic

(i) Each time the golf ball moves upwards, it gains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

potential energy.

(1)

(ii) Each time the golf ball hits the ground it changes shape and energy is stored as

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . potential energy.

(1)

(iii) When the golf ball is moving it has . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . energy.

(1)

(b) Each time the ball hits the ground, energy is transferred away from the ball.

(i) How can you tell this from the diagram?

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Describe what happens to the energy that is transferred.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(Total for Question 1 = 5 marks)

4

*P38759A0432*

2 This question is about radiations in the electromagnetic spectrum.

radio waves microwaves infrared A ultraviolet Bgamma

rays

(a) The names of two parts of the electromagnetic spectrum are missing.

Complete the table below, with the names of the missing parts.

(2)

Name

A

B

(b) Which electromagnetic radiation is used for heating and night vision equipment?

(1)

A radio waves

B microwaves

C infrared

D ultraviolet

(c) Which electromagnetic radiation is used for cooking and satellite transmissions?

(1)

A radio waves

B microwaves

C infrared

D ultraviolet

(d) The list of electromagnetic radiations, from radio waves to gamma rays, is in order of

(1)

A decreasing frequency

B decreasing wavelength

C increasing amplitude

D increasing time period

5


(e) Exposure to excessive electromagnetic radiations can be harmful to the human body.

For two named types of electromagnetic radiation, describe

(4)

Name of radiation ………………………... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Name of radiation ………………………... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


6

*P38759A0632*

BLANK PAGE

7


3 A student measures the length of a pencil.

The photograph shows the arrangement she uses.

The student says:

The student may not be correct.

(a) Use the photograph to estimate the length of the pencil and give its unit.

(2)

Length = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Suggest two ways that the student could improve the accuracy of this measurement,

using only the equipment shown in the photograph.

(2)

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


I think that the pencil is 16.9 cm long.

8

*P38759A0832*

4 Some students are investigating a simple electric motor.

(a) When the switch is closed the coil spins on the axle.

State why.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) State two changes that would make the motor spin faster.

(2)

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

axle

switch

coil

9


(c) The students change their circuit, replacing the cell and switch with a lamp.

When they spin the coil by hand, the lamp lights.

Explain why the lamp lights.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


lamp

10

*P38759A01032*

5 The diagram shows the side view of a laptop computer.

A student opens the computer with an upward force of 4.2 N.

The force is applied 0.25 m from the pivot.

(a) (i) State the equation linking moment, force and distance.

(1)

(ii) Calculate the moment of the force that opens the computer.

(2)

Moment = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N m

4.2 N

0.25 m

pivot

11


(b) The student finds that 4.2 N is the minimum upward force needed to open the

computer.

Then the student applies a downward force, F, to close the computer.

Explain why the minimum force needed to close the computer is likely to be less

than 4.2 N.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


F

0.25 m

12

*P38759A01232*

6 Light from an object forms an image in a plane mirror.

(a) Tick ( ) the two correct statements.

(2)

Statement Tick

the image in a plane mirror is virtual

light from the object passes through the image in a plane mirror

light waves are longitudinal

the angle of incidence equals the angle of reflection

the incident ray is always at right angles to the reflected ray

(b) (i) Use words from the box to complete the labels on the diagram below.

(2)

mirror normal ray reflection

(ii) Write r on the diagram above to show the angle of reflection.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13


(c) A student investigates the formation of the image in a plane mirror, using the

apparatus shown in the photograph.

She uses the holes that the pins make to construct this diagram.

(i) Add to the diagram to show how the student should find the position of the

image.

(3)

(ii) Explain how the student could confirm that the position of the image is correct.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


object pin

sighting pins

object pin

sighting pins

14

*P38759A01432*

7 This question is about an electric kettle.

(a) The Sankey diagram represents the energy transfers taking place when the kettle

heats some water.

What is the efficiency of the kettle?

(1)

A 0.1

B 0.9

C 200

D 1800

thermal energy

to surroundings

200 J

thermal energy

to heat water

1800 J

electrical energy

from mains

2000 J

15


(b) Why does the heating element in the kettle get hot when its electrical supply is

switched on?

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) The power of the heating element in the kettle is 2000 W when it is connected to a

230 V mains supply.

(i) State the equation linking power, current and voltage.

(1)

(ii) Show that the current in the heating element is approximately 9 A.

(2)

Current = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A

(iii) The plug of the kettle has a fuse.

Fuses are available in values of

1 A 3 A 7 A 13 A

Identify the fuse that is the most suitable for this kettle, and explain why.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


16

*P38759A01632*

8 A train travels 9 km from station A to station B.

It takes 15 minutes.

(a) (i) State the equation linking average speed, distance moved and time taken.

(1)

(ii) Calculate the average speed of the train and give its unit.

(3)

Average speed = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) The maximum speed of the train must be higher than the value you have

calculated.

Explain why.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17


(b) The train continues along a straight track from station B to station C.

The graph shows how the velocity of the train changes with time during this part of

the journey.

(i) Use the graph to calculate the acceleration of the train, in m/s2, during the first

100 seconds after it leaves station B.

(3)

Acceleration = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m/s2

(ii) Use the graph to calculate the distance, in m, between station B and station C.

(3)

Distance = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m


40 –

35 –

30 –

25 –

20 –

15 –

10 –

5 –

0 – –

50

–

100

–

150

–

200

–

250

–

300

–

0

time in s

vel

oci

ty i

n m

/s

Station B Station C

18

*P38759A01832*

9 Builders work on a new house.

A builder carries a concrete block from the ground up to the top of the scaffolding.

(a) (i) State the equation linking gravitational potential energy, mass, g and height.

(1)

(ii) The concrete block has a mass of 18 kg.

Calculate the gravitational potential energy gained by the concrete block if the

scaffolding is 5 m high.

(2)

Gravitational potential energy = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . J

scaffolding

19


(iii) What is the link between the gravitational potential energy gained by the

concrete block and the work done by the builder to lift it?

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) The builders fit a layer of insulating material in the roof of the house.

The diagram shows a section through the insulating material.

Explain how the insulating material reduces the amount of heat lost through the roof

by conduction, convection and radiation.

(5)

conduction

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

convection

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

radiation

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


air trapped

between fibres

aluminium foil

aluminium foil

20

*P38759A02032*

10 A student investigates how the resistance of a thermistor changes with temperature.

He measures a current and a voltage.

The diagram shows part of the circuit that the student uses.

(a) (i) Label the thermistor on the diagram.

(1)

(ii) Add to the diagram to show how a voltmeter should be connected.

(2)

(b) The student varies the temperature of the thermistor and obtains the results below.

Temperature in °C 0 20 40 60 80 100

Current in mA 0.8 2.0 4.2 8.2 15.1 26.6

(i) State the equation linking voltage, current and resistance.

(1)

(ii) The voltage across the thermistor is 12 V.

Calculate the resistance of the thermistor at 20 °C.

(2)

Resistance = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A

21


(iii) Use the results from the table opposite to plot a graph of current against

temperature.

(5)

(iv) Use your graph to describe how the current in the thermistor changes as the

temperature increases.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

*P38759A02232*

(v) The student concludes:

Evaluate this conclusion.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


As the temperature increases, the resistance of the thermistor also increases.

23


BLANK PAGE

24

*P38759A02432*

11 A student investigates the density of a liquid.

The student uses scales that show mass to the nearest gram.

The student uses a measuring cylinder that is marked with volume in cm3.

First the student puts an empty measuring cylinder on the scales.

Then the student puts some liquid into the measuring cylinder.

Then the student looks at the level of liquid in the measuring cylinder.

25


(a) Complete the results table for this investigation by transferring the information given

opposite.

(6)

mass of measuring cylinder and liquid

mass of empty measuring cylinder

∴ mass of liquid in cylinder

volume of liquid

(b) Show how the student should use these results to calculate the density of the liquid.

(2)

(c) Suggest two ways in which the student could improve the investigation to give a

more accurate value for the density.

(2)

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


26

*P38759A02632*

BLANK PAGE

27


12 The photograph shows two cups of coffee.

The cups are the same size.

One cup is full of coffee, the other cup is half full.

Compare the pressures in the coffee at the bottom of each cup.

(4)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


28

*P38759A02832*

13 This question is about the use of radioactivity to treat tumours.

(a) Iridium-192 is written using this symbol

192

77Ir (i) How many protons does a nucleus of iridium-192 contain?

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) How many neutrons does a nucleus of iridium-192 contain?

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Iridium-191 is a different isotope of iridium.

What are isotopes?

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A horse has a tumour near one eye.

The tumour is several centimetres across.

A vet treats the tumour using radiotherapy.

The vet puts an isotope called iridium-192 into the tumour.

Iridium-192 emits beta particles.

29


(c) When iridium-192 decays, a beta particle is emitted and the iridium changes into

platinum.

Complete the nuclear equation that shows this decay.

(2)

192 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0

Ir Pt +–

77 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –1

(d) The tumour in the horse is several centimetres across.

Explain why beta radiation is more suitable than alpha or gamma radiations for this

treatment.

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(e) The energy from the beta radiation is expected to destroy the cells in the tumour over

a period of several weeks.

(i) The most suitable half-life for the radioactive source would be

(1)

A 75 minutes

B 75 hours

C 75 days

D 75 years

(ii) Explain your choice.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


30

*P38759A03032*

14 Two scientists, Geiger and Marsden, used alpha particles in a famous experiment.

(a) An alpha particle is formed from four smaller particles.

The diagram below represents an alpha particle.

Complete the labels to show the names of the four particles.(2)

(b) The two scientists aimed alpha particles at a thin gold foil. Most of the alpha

particles travelled straight through the thin gold foil.

Some of the alpha particles were deflected as shown in the diagram.

(i) The scientists removed all the air from the apparatus.

Give two reasons why this was necessary.

(2)

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

not to scale

thin gold foil

source of

alpha particles

vacuum

31

*P38759A03132*

(ii) Describe the force that caused some alpha particles to deflect.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) The experiment showed that

Scientists concluded that each gold atom has a small, dense,

positively-charged nucleus.

Explain how the results of this experiment led the scientists to this conclusion.

(5)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


TOTAL FOR PAPER = 120 MARKS

32

*P38759A03232*

BLANK PAGE

IN

TER

NA

TIO

NA

L G

CS

E P

HY

SIC

S 4

PH

0/

1P

– S

UM

MER

20

11

ecf

- err

or

carr

ied f

orw

ard

dop

- d

ependent

on p

revio

us

ora

- or

revers

e a

rgum

ent

ow

tte -

or

word

s t

o t

hat

effect

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

1

(a)

(i)

gra

vitational

1

(ii)

ela

stic

1

(iii)

kin

etic

1

(b

) (i

) bounces low

er

/ le

ss /

sm

aller

/ short

er

/ not

as

hig

h (

each b

ounce)

ACCEPT:

refs

to d

iagra

m e

.g.

“loops /

dott

ed

lines less t

all”

ACCEPT:

dis

tance b

etw

een b

ounces g

ets

sm

aller

1

(ii)

(t

ransfe

rred a

way t

o)

therm

al energ

y

ACCEPT:

heat

/ sound

REJE

CT:

oth

er

form

s o

f energ

y e

.g.

light

/

chem

ical ACCEPT:

refs

to w

here

the e

nerg

y

goes e

.g.

“to t

he a

ir”,

“to

the g

round”,

“to

the

surr

oundin

gs”

IGN

ORE:

fric

tion

1

To

tal

5 M

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

2

(a)

A –

vis

ible

(light)

REJE

CT:

rain

bow

REJE

CT:

‘lig

ht’ a

lone

1

B –

X-r

ays

ACCEPT:

X /

X -

radia

tion

1

(b

)

C

1

(c

)

B

1

(d

)

B

1

2

(e)

For

firs

t chosen r

egio

n o

f th

e s

pectr

um

corr

espondin

g h

azard

;

corr

espondin

g r

isk r

eduction;

For

second c

hosen r

egio

n o

f th

e s

pectr

um

corr

espondin

g h

azard

;

corr

espondin

g r

isk r

eduction;

NB

No

mark f

or n

am

ing

th

e t

yp

e o

f rad

iati

on

e.g

. m

icro

waves -

heating o

f tissue /

perc

eiv

ed r

isk o

f cancer

clo

se o

ven d

oor

/ hands-f

ree c

ell p

hone /

monitor

exposure

e.g

. in

fra r

ed –

ris

k o

f skin

burn

ing /

cell d

am

age

avoid

hot

pla

ces /

reflective c

loth

ing

/ avoid

exposure

(to

sun)

e.g

. vis

ible

lig

ht

eye d

am

age

sun g

lasses /

avoid

exposure

(to

sun)

e.g

. ultra

vio

let

–

ris

k o

f {skin

/ e

ye} d

am

age /

blindness

IG

NO

RE:

sunburn

skin

cre

am

/ s

ungla

sses /

avoid

exposure

(to

sun)

e.g

. x-r

ays –

ris

k o

f cancer

/ cell d

am

age

(le

ad)

shie

ldin

g /

monitor

exposure

e.g

. film

badge /

avoid

exposure

e.g

. gam

ma -

ris

k o

f cancer

/ cell d

am

age

(le

ad)

shie

ldin

g /

monitor

exposure

e.g

. film

badge /

avoid

exposure

4

To

tal

9 M

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

3

(a)

16.5

± 0

.2;

ACCEPT:

2nd d

p if in

this

range

1

cm

; ACCEPT:

centim

etr

es /

cm

s

1

ACCEPT:

165 m

m ±

2 f

or

2 m

ark

s

ACCEPT:

0.1

65 m

± 0

.002 f

or

2 m

ark

s

(b

)

Any t

wo o

f:

line u

p (

end o

f) p

encil w

ith z

ero

/ a

ny o

ther

scale

mark

;

avoid

para

llax /

look s

traig

ht

dow

n /

take r

eadin

g

at

right

angle

s O

WTTE ;

use 0

.5 c

m s

cale

/ o

ther

sid

e o

f ru

ler

;

REJE

CT:

line u

p w

ith e

nd o

f ru

ler

IGN

ORE:

put

pencil o

n t

op o

f ru

ler

REJE

CT:

use m

m s

cale

IGN

ORE:

repeat

readin

gs /

avera

ge

2

To

tal

4 M

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

4

(a)

Any t

wo o

f:

curr

ent

(in t

he c

oil)

;

IGN

ORE:

ele

ctr

ical to

kin

etic e

nerg

y /

induced

curr

ent

2

{in

/ p

roduces} a

magnetic f

ield

;

IGN

ORE:

unqualified r

efs

to L

HR

(r

esultant)

forc

e /

inte

raction o

f m

agnetic f

ield

s ;

IGN

ORE:

refs

to p

ush /

pull

(b

)

Any t

wo o

f:

incre

ase c

urr

ent

/ m

ore

cells (

in b

att

ery

) ;

str

onger

magnet(

s)

;

more

turn

s (

on c

oil)

;

ACCEPT:

str

onger

curr

ent

/ m

ore

(batt

ery

)

voltage

REJE

CT:

‘larg

er’ b

att

eries

REJE

CT:

‘big

ger’ m

agnet

IGN

ORE:

magnets

clo

ser

togeth

er

REJE

CT:

more

coils

2

(c

)

Any t

wo o

f:

coil /

wire c

uts

thro

ugh (

magnetic)

field

;

induced v

oltage /

curr

ent

;

curr

ent

in lam

p /

com

ple

te c

ircuit ;

corr

ect

refs

to a

n e

nerg

y t

ransfe

r e.g

. kin

etic t

o

ele

ctr

ical (t

o

lig

ht)

;

ACCEPT:

coil m

oves /

bre

aks f

ield

ACCEPT:

‘ele

ctr

om

agnetic induction’

ACCEPT:

genera

ted /

pro

duced O

WTTE

IGN

ORE:

“lig

hts

lam

p”

2

To

tal

6 M

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

Accep

tR

eje

ct

Marks

5

(a)

(i)

mom

ent

= forc

e x

dis

tance

Corr

ect

equiv

ale

nt

e.g

.

mom

ent

= F

x d

m for

mom

ent

equation “

tria

ngle

s”

1

If (

i) is b

lank,

but

corr

ect

equation

writt

en in (

ii),

then

cre

dit.

(ii)

Substitu

tion

4.2

0

.25;

Calc

ula

tion

1.0

5

(N

m);

Corr

ect

answ

er

gets

both

mark

s

ACCEPT:

1.1

(N

m)

2

(b

)

(Mom

ent

of )

weig

ht

of lid;

Acts

in s

am

e d

irection a

s c

losin

g forc

e /

anticlo

ckw

ise;

Pull /

forc

e o

f gra

vity

Acts

dow

nw

ard

s

Revers

e a

rgum

ent

rela

ted t

o o

penin

g lid

IGN

ORE:

any r

efe

rence

to e

nerg

y

Bald

“gra

vity”

for

weig

ht

2

To

tal

5 M

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

6

(a)

sta

tem

ent

tick

the im

age in a

pla

ne m

irro

r is

virtu

al

light

from

the o

bje

ct

passes t

hro

ugh t

he

image in a

pla

ne m

irro

r

light

waves a

re longitudin

al

the a

ngle

of in

cid

ence e

quals

the a

ngle

of

reflection

the incid

ent

ray is a

t right

angle

s t

o t

he

reflecte

d r

ay

Thre

e t

icks –

max 1

mark

Four

or

more

tic

ks –

no m

ark

2

(b

) (i

)

2

(i

i)

1

normal

mirror

r

----

--

----

----

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

6

(c)

(i)

First

suitable

lin

e e

xte

nded;

Second s

uitable

lin

e e

xte

nded;

Image indic

ate

d c

orr

ectly a

t cro

ssin

g p

oin

t of

suitable

lin

es ;

e.g

.:

Suitable

lin

es inclu

de:

sig

hting

pin

lin

e

line f

rom

obje

ct

perp

endic

ula

r to

mirro

r

candid

ate

s o

wn s

ighting lin

e fro

m a

noth

er

positio

n

Image m

ay b

e indic

ate

d w

ith a

ny c

lear

mark

or

label

1

1

1

(ii)

EIT

HER

Appro

priate

additio

nal dra

win

g;

e.g

. exte

nd p

erp

endic

ula

r /

second s

ighting lin

e

check lin

e p

asses t

hro

ugh im

age;

OR

Measure

dis

tance(s

) (t

o m

irro

r);

Obje

ct

dis

tance =

im

age d

ista

nce;

OR

pin

pla

ced in im

age p

ositio

n;

meth

od o

f no p

ara

llax n

am

ed o

r described;

Any a

dditio

nal dra

win

g s

hould

be

com

ple

menta

ry t

o 6

(c)(

i) a

nsw

er

2

To

tal

10

marks

iIm

age

here

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

Accep

tR

eje

ct

Marks

7

(a)

B

1

(b

)

Any t

wo o

f

Energ

y t

ransfe

r fr

om

supply

/ e

lectr

ical energ

y;

Energ

y t

ransfe

r to

therm

al energ

y (

heat)

/ p

art

icle

vib

ration;

There

is a

curr

ent

(in t

he h

eating e

lem

ent)

;

Heating e

ffect

of

resis

tance /

a r

esis

tor;

Ele

ctr

ical

therm

al

/heat

for

2 m

ark

s

IGN

ORE:

ele

ctr

icity

2

(c

) (i

) Pow

er

= c

urr

ent

x v

oltage;

O

r equiv

ale

nt,

e.g

. e

quation “

tria

ngle

s”

1

Pow

er

= v

oltage x

curr

ent

Voltage =

pow

er

curr

ent

Curr

ent

= p

ow

er

voltage

P=

I x

V

If (

i) is b

lank,

but

corr

ect

equation

writt

en in (

ii),

then

cre

dit.

(ii)

Substitu

tion

2

000 /

230;

Calc

ula

tion

8.7

(A);

ACCEPT:

8.6

9 (

A)

2

(iii)

13 A

;

Only

one a

bove w

ork

ing c

urr

ent;

dop

OW

TTE

ORA e

.g t

he o

thers

would

blo

w

2

To

tal

8 m

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

Accep

tR

eje

ct

Marks

8

(a)

(i)

(avera

ge)

speed =

dis

tance /

tim

e;

Or

equiv

ale

nt

–

dis

tance =

speed

tim

e,

tim

e =

dis

tance

speed,

or

corr

ect

sym

bols

e.g

. v =

d /

t

If (

i) is b

lank,

but

corr

ect

equation w

ritt

en in (

ii),

then

cre

dit.

1

(ii)

Substitu

tion

9

000 /

900;

Calc

ula

tion

10;

Unit

m/s

;

ACCEPT:

e.g

. 9/1

5 =

0.6

km

/min

ute

9

/0.2

5 =

36 k

m/h

our

9

000/1

5 =

600 m

/min

9

/900 =

0.0

1 k

m/s

i.e.

any u

nit t

hat

is c

onsis

tent

with t

he n

um

ber

2

1

(iii)

Any t

wo

from

:

speed n

ot

consta

nt

; O

WTTE

slo

w a

t (s

om

e)

poin

ts /

sta

tions ;

fast

at

(oth

er)

poin

ts /

betw

een s

tations ;

ACCEPT:

this

idea im

plied e

.g

slo

wer

(1)

at

sta

tions (

1)

2

8

(b)

(i)

use o

f accele

ration =

change in v

elo

city /

tim

e

(taken)

OR

att

em

pt

at

use o

f gra

die

nt

;

Or

equiv

ale

nt

–

Change in v

el =

accn

tim

e

Tim

e =

change in v

el

accn

1

Substitu

tion

30 /

100 ;

Calc

ula

tion

0

.3 (

m/s

2)

;

Bald

answ

er

gets

3 m

ark

s

1

1

(ii)

Are

a u

nder

gra

ph (

cle

ar

evid

ence o

f att

em

pt)

;

(½ x

30 x

100)

+ (

30 x

100)

+ (

½ x

30 x

100);

6000 (

m);

ACCEPT:

trapeziu

m

meth

od

½

(300 +

100)

30

ACCEPT:

answ

ers

where

the u

nit is c

onsis

tent

with

the n

um

ber.

3

Bald

answ

er

gets

all t

hre

e

mark

s

To

tal

12

marks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

9

(a)

(i)

(gra

vitational pote

ntial)

energ

y =

m x

g x

h;

ACCEPT:

E =

mass x

gra

vity x

heig

ht

REJE

CT:

E =

W x

h

1

(ii)

Substitu

tion

18 x

10 x

5 ;

Calc

ula

tion

9

00 (

J) ;

If (

i) is b

lank,

but

corr

ect

equation w

ritt

en in

(ii)

, th

en c

redit.

ACCEPT:

882 (

J)

2

(iii)

equal /

the s

am

e /

=

ACCEPT:

equiv

ale

nt

REJE

CT:

pro

port

ional

IGN

ORE:

900 J

1

(b

)

Up t

o f

ive m

ark

s in a

ll –

up t

o t

wo for

each

mechanis

m

Conduction

air /

gas is a

poor

conducto

r /

insula

tor

;

air m

ole

cule

s a

re (

rela

tively

) fa

r apart

;

fibre

s a

re insula

ting ;

Convection

air /

gas (

betw

een fib

res)

cannot

move ;

thus n

o /

reduced c

onvection c

urr

ents

;

Radia

tion

alu

min

ium

foil /

shin

y s

urf

ace is a

poor

radia

tor

;

therm

al energ

y /

heat/

/ r

adia

tion is r

eflecte

d

(back insid

e)

;

alu

min

ium

foil /

shin

y s

urf

ace is p

oor

absorb

er

;

IGN

ORE:

conducto

r of ele

ctr

icity

ACCEPT:

part

icle

s c

annot

transfe

r energ

y a

s

they d

on’t c

ollid

e o

ften

ACCEPT:

em

itte

r

5

To

tal

9 m

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

10

(a)

(i)

therm

isto

r la

belled c

orr

ectly

ACCEPT:

ringed t

herm

isto

r 1

(ii)

corr

ect

voltm

ete

r sym

bol ;

connecte

d in p

ara

llel w

ith t

herm

isto

r ;

REJE

CT:

connecte

d in p

ara

llel w

ith b

att

ery

2

(b

) (i

) voltage =

curr

ent

resis

tance

Or

equiv

ale

nt

–

resis

tance =

voltage

curr

ent

V =

I x

R

1

(ii)

Substitu

tion

12 =

0.0

02

R;

Calc

ula

tion

R =

12 /

0.0

02 =

6000 (

);

If (

i) is b

lank,

but

corr

ect

equation w

ritt

en in

(ii)

, th

en c

redit.

12 =

2 x

R =

6 (

) gets

1 m

ark

Bald

answ

er

2 m

ark

s

6 k

gets

2 m

ark

s

2

(iii)

Suitable

siz

e c

hosen (

>50%

of

grid u

sed);

Axes labelled w

ith q

uantities a

nd u

nits (

either

way

aro

und);

Plo

ttin

g t

o n

eare

st

half s

quare

(m

inus o

ne f

or

each

plo

ttin

g e

rror)

;;

Curv

ed lin

e o

f best

fit

accepta

ble

;

ACCEPT:

° O

R C

REJE

CT:

join

ing t

he d

ots

Bar

chart

for

4 m

ax

5

(iv)

curr

ent

incre

ases w

ith t

em

pera

ture

;

non-l

inear

rela

tionship

OW

TTE ;

ACCEPT:

positiv

e c

orr

ela

tion

2

(v)

Any t

wo o

f

stu

dent

is w

rong ;

because c

urr

ent

incre

ases w

ith t

em

p (

for

consta

nt

voltage)

;

so r

esis

tance d

ecre

ase w

ith t

em

p ;

“stu

dent

is c

orr

ect”

score

s 0

mark

s

Because it

is a

n n

tc t

herm

isto

r fo

r 1 m

ark

ACCEPT:

rele

vant

use o

f figure

s for

resis

tance

from

gra

ph/t

able

2

To

tal

15

marks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

11

(a)

M

ass o

f cylinder

+ u

nit =

325 ;

Mass o

f cylinder

= 1

06 ;

Mass o

f liquid

in c

ylinder

= 2

19 ;

Volu

me o

f liquid

= 1

76 ;

Mass u

nit:

g ;

Volu

me u

nit:

cm

3 /

ml ;

ACCEPT:

ecf

on M

1 a

nd M

2

ACCEPT:

either

unit u

sed a

ppro

priate

ly a

t le

ast

once

6

(b

)

Any t

wo fro

m:

equation;

corr

ect

substitu

tion m

ade o

r corr

ect

mass

indic

ate

d;

density =

betw

een 1

.24 a

nd 1

.25;

density u

nit (

g/c

m3 O

R g

/ml)

;

ecf

from

11(a

)

Corr

ect

and c

onsis

tent

altern

ative e.g

. 1240

kg/m

3

1.2

4 k

g/d

m3

2

(c

)

Any t

wo fro

m:

more

sensitiv

e e

quip

ment

;

check b

ala

nce z

ero

;

calibra

te a

ny e

quip

ment

;

avoid

para

llax w

hen r

eadin

g m

easuring c

ylinder

/

bott

om

of

menis

cus ;

use larg

er

volu

me o

f liquid

;

ACCEPT:

measure

to m

ore

dp /

use b

ure

tte

IGN

ORE:

repeat

experim

ent

IGN

ORE:

refs

to “

use m

ore

accura

te…

”

2

To

tal

10

marks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

12

M1

M2

M3

M4

pre

ssure

gre

ate

r in

the f

ull c

up /

less in t

he h

alf-

full c

up ;

refe

rence t

o e

quation /

p =

W

A /

p =

h

g

; {depth

/ m

ass /

weig

ht}

of

liquid

/ f

orc

e d

iffe

rent

in e

ach c

up ;

density /

g /

are

a t

he s

am

e for

each c

up ;

ACCEPT:

F in p

lace o

f W

IGN

ORE:

am

ount

of

coff

ee d

iffe

rent

4

To

tal

4 m

arks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

13

(a)

(i)

77

1

(ii)

115

1

(b

)

(nucle

i w

ith)

sam

e n

um

ber

of pro

tons /

sam

e a

tom

ic

num

ber

/ sam

e e

lem

ent

;

diffe

rent

num

bers

of

{neutr

ons /

nucle

ons} /

diffe

rent

mass n

um

ber;

ACCEPT:

ato

ms /

ele

ments

for

nucle

i

REJE

CT:

mole

cule

s /

substa

nces for

nucle

i

IGN

ORE:

ele

ctr

ons

2

(c

)

192;

78;

2

(d

)

alp

ha n

ot

penetr

ating e

nough (

of th

e t

um

our)

/

ionis

es b

efo

re r

eachin

g w

hole

tum

our

;

gam

ma t

oo p

enetr

ating /

tra

vels

str

aig

ht

thro

ugh

/too w

eakly

ionis

ing /

OW

TTE ;

beta

will penetr

ate

the t

um

our

but

no f

urt

her

/ sta

ys

in t

um

our

and d

oesn’t a

ffect

hors

e /

ionis

es w

ithin

tum

our

(but

no f

urt

her)

/ O

WTTE ;

IGN

ORE:

doesn’t p

enetr

ate

skin

IGN

ORE:

bald

‘w

eak’ or

‘str

ong’

IGN

ORE:

genera

l pro

pert

ies o

f alp

ha,

beta

and g

am

ma

3

(e

) (i

) C

1

(ii)

activity d

ecre

ases o

ver

tim

e ;

rela

te a

ctivity t

o s

ituation e

.g.

C r

em

ain

s s

uff

icie

ntly

active (

over

the t

reatm

ent)

/ A

and B

not

eff

ective

over

period o

f tr

eatm

ent

/ A a

nd B

would

need

sourc

e t

o b

e r

epla

ced /

D c

ontinues t

o b

e

radio

active /

cause d

am

age (

aft

er

tr

eatm

ent)

;

ACCEPT:

calc

ula

tion o

f period o

f activity

IGN

ORE:

bald

‘w

eak’ or

‘str

ong’

2

To

tal

12

marks

Qu

esti

on

nu

mb

er

An

sw

er

No

tes

Marks

14

(a)

tw

o p

roto

ns labelled ;

two n

eutr

ons labelled ;

ACCEPT:

a p

roto

n a

nd a

neutr

on for

1 m

ark

ACCEPT:

corr

ect

labels

insid

e c

ircle

s

2

(b

) (i

) Any t

wo o

f:

to a

void

/ r

educe a

bsorp

tion /

ionis

ation /

loss o

f

energ

y o

f

alp

ha p

art

icle

s ;

to a

void

/ r

educe c

hance o

f collis

ions b

etw

een a

ir

mole

cule

s

and a

lpha p

art

icle

s ;

to a

llow

suff

icie

nt

range for

alp

ha p

art

icle

s /

would

sto

p in

few

cm

of

air

/ d

oes n

ot

reach f

oil ;

ACCEPT:

ideas o

f alp

ha p

art

icle

absorp

tion,

collis

ion a

nd r

ange e

xpre

ssed in o

ther

word

s

IGN

ORE:

speed o

f alp

ha p

art

icle

s

2

(ii)

Any t

wo o

f:

ele

ctr

osta

tic (

forc

e)

;

repuls

ion ;

betw

een lik

e c

harg

es ;

ACCEPT:

ele

ctr

ic (

forc

e)

IGN

ORE:

magnetic /

pole

s

2

14

(b)

(iii)

Any f

ive o

f:

Undeflecte

d a

lpha p

art

icle

s s

how

–

there

are

gaps b

etw

een n

ucle

i/ato

ms m

ostly

em

pty

space;

Deflections s

how

–

a r

epuls

ive forc

e o

pera

tes;

(if

ele

ctr

osta

tic forc

e)

then n

ucle

i have s

am

e

charg

e a

s a

lpha p

art

icle

s (

or

both

positiv

e c

harg

e);

(only

som

e)

deflecte

d s

o n

ucle

i are

a s

mall t

arg

et;

Larg

e d

eflections s

how

–

nucle

i have e

nough m

ass for

alp

has t

o b

ounce

back;

mass o

f a n

ucle

us is m

ore

than t

he m

ass o

f an

alp

ha p

art

icle

;

hig

h d

ensity r

ela

ted t

o m

ass a

nd s

mall s

ize;

ACCEPT:

corr

ect

revers

e a

rgum

ents

5

To

tal

11

marks

PA

PE

R T

OTA

L:

12

0 M

AR

KS

P38760A©2011 Edexcel Limited.

1/1/1/

*P38760A0120*

Instructions

Use black ink or ball-point pen.

Fill in the boxes at the top of this page with your name,

centre number and candidate number.

Answer all questions.

Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

Show all the steps in any calculations and state the units. Some questions must be answered with a cross in a box . If you change

your mind about an answer, put a line through the box and then mark

your new answer with a cross .

Information

The total mark for this paper is 60.

The marks for each question are shown in brackets

– use this as a guide as to how much time to spend on each question.

Advice

Read each question carefully before you start to answer it. Keep an eye on the time.

Write your answers neatly and in good English.

Try to answer every question.

Check your answers if you have time at the end.

Turn over

Materials required for examination.Ruler, protractor, calculator

Centre Number Candidate Number

Write your name here

Surname Other names

Total Marks

Paper Reference

Edexcel IGCSE

PhysicsUnit: 4PH0Paper: 2P

Friday 17 June 2011 – Afternoon

Time: 1 hour 4PH0/2P

2

*P38760A0220*

EQUATIONS

You may find the following equations useful.

energy transferred = current voltage time E = I V t

pressure volume = constant p1 V1 = p2 V2

frequency = 1

time period f

T=

1

power = work done

time taken P

W

t=

power = energy transferred

time taken P

W

t=

orbital speed = 2π ×orbital radius

time period

2× × rV

T=

π

pressure

temperatureconstant=

p

T

p

T

1

1

2

2

=

force =change in momentum

time taken

Where necessary, assume the acceleration of free fall, g = 10 m/s2.

3


BLANK PAGE

4

*P38760A0420*

Answer ALL questions.

1 Hubble and Kepler are the names of two space telescopes.

Hubble telescope Kepler telescope

(a) The Hubble telescope is in a circular orbit around the Earth.

The Kepler telescope is in a circular orbit around the Sun.

(i) The orbit of the Hubble telescope is most like the orbit of a

(1)

A comet

B moon

C planet

D star

(ii) The orbit of the Kepler telescope is most like the orbit of a

(1)

A comet

B moon

C planet

D star

(iii) The force that keeps space telescopes in orbit is

(1)

A friction

B gravity

C lift

D upthrust

5


(b) Space telescopes are used to study galaxies.

Use words from the box to complete the sentences below.

Each word may be used once, more than once, or not at all.

Milky Way Solar System Sun Universe

(i) There are billions of stars in the galaxy called the . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(1)

(ii) There are billions of galaxies in the . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(1)

(c) Which of these is nearest to the Earth?

(1)

A the surface of the Moon

B the surface of the Sun

C the centre of the Solar System

D the centre of the Universe

(d) Gravitational field strength is measured in

(1)

A kg/N

B kg/N2

C N/kg

D N/kg2


6

*P38760A0620*

2 The photograph shows a plotting compass and a small bar magnet.

(a) Describe how you should use this apparatus to investigate the magnetic field pattern

of the bar magnet.

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Add the magnetic field pattern of the bar magnet to the diagram below.

(3)


N

S

7


3 The photograph shows a worker fuelling an aircraft.

Fuelling an electrically-charged aircraft can be dangerous.

The worker connects a safety wire to the aircraft before adding the fuel.

(a) Explain how an aircraft can become electrically charged while it is flying.(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Describe a possible danger of fuelling an electrically-charged aircraft.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) What electrical connection is made by the safety wire?(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(d) Explain how connecting the safety wire reduces the possible dangers when fuelling

an electrically-charged aircraft.(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


8

*P38760A0820*

4 CD players use digital signals to transfer information.

Earlier systems using vinyl discs produced analogue signals.

(a) Describe the difference between digital signals and analogue signals.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Give one advantage of using digital signals.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9


(c) A CD player is connected to this loudspeaker system.

The sound produced has a range of frequencies.

Use ideas about diffraction to explain why different frequencies require different

sizes of loudspeaker.

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


10

*P38760A01020*

BLANK PAGE

11


5 A student wants to use a weighing scale to find the weight of her school bag.

She has a weighing scale marked in kilograms instead of newtons.

The weighing scale is not working properly.

With nothing hanging from it, the weighing scale shows 1.5 kg.

(a) What is the weight of a 1.5 kg mass?

(1)

Weight = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N

12

*P38760A01220*

(b) The student decides to check the weighing scale.

She has no accurate weights.

Instead, she puts some tins of beans in a plastic bag and hangs it from the scale.

Her readings are shown in the table.

Number

of tins of

beans

0 1 2 3 4 5 6

Scale

reading

(in kg)

1.5 2.0 2.3 2.8 3.7 3.5 3.9

13


(i) Draw a graph to show how the scale reading varies with the number of tins of

beans.

(5)

(ii) Circle the anomalous point on your graph.

(1)

14

*P38760A01420*

(c) The student notices that the label on each tin says ‘contains 0.4 kg of beans’.

She remembers that six tins of beans gave a scale reading of 3.9 kg.

She hangs her school bag from the weighing scale.

The scale reading is 5.0 kg.

She also concludes that her school bag must have a mass of exactly 3.5 kg.

Suggest reasons why the student’s conclusions might be incorrect.

(4)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


She thinks:

Six tins of beans, so…

mass = 6 x 0.4 = 2.4 kg

and…

3.9 – 1.5 = 2.4 kg

I can use this scale as normal! All I need to do is to subtract 1.5 kg from each reading to get the right answer.

She concludes:

15


BLANK PAGE

16

*P38760A01620*

6 The photograph shows a kettle on a camping stove.

The cylinder contains some gas.

(a) Water in the kettle boils at a temperature of 100 °C and steam is produced.

(i) Convert this to a temperature on the Kelvin scale.

(1)

100 °C = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K

(ii) State one way in which the molecules in steam are different from the molecules

in water.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

kettle

burner

gas

cylinder

17


(iii) Explain how the molecules of steam exert a pressure on the inside of the kettle.

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) The wind blows the flame out and 820 cm3 of gas, at a pressure of 130 kPa, escapes

from the cylinder.

As the gas escapes, its pressure decreases to 101 kPa.

Calculate the volume of the escaped gas at a pressure of 101 kPa.

(2)

Volume = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3

(c) The cylinder is turned off to stop more gas escaping.

The temperature of the gas in the cylinder decreases.

Explain what happens to the pressure of the gas in the cylinder.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


18

*P38760A01820*

7 Scientists test the safety features of a car by crashing it into a large block of concrete.

A dummy is placed in the driver’s seat and the scientists video the crash.

(a) In one test, the dummy and the car travel at 8 m/s.

The mass of the dummy is 72 kg.

Calculate the momentum of the dummy.

(2)

Momentum = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kg m/s

19


(b) In another test, the momentum of the dummy changes by 920 kg m/s in a time

of 0.17 s.

Calculate the average horizontal force acting on the dummy during this time.

(2)

Average force = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N

(c) These tests help to make our roads safer.

(i) State two factors that affect the stopping distance of a car driven on a road.

(2)

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Use ideas about momentum to explain how the crumple zone of a car helps to

reduce injuries during a crash.

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


20

*P38760A02020*

8 The diagram shows some of the parts of a nuclear power station.

Describe the process of controlled fission of U-235 in the nuclear reactor.(6)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


TOTAL FOR PAPER = 60 MARKS

steel vessel

steam

concrete chamber

graphite core

(moderator)

uranium rods

(fuel)

heat exchanger

pressurised water

(as coolant)

control rods

pump

NTER

NA

TIO

NA

L

1

(a)

(i)

B -

M

oon

1

(ii)

C -

Pla

net

1

(iii)

B

- G

ravity

1

(b

) (i

)

(ii)

Milky W

ay

Univ

ers

e

1 1

(c

)

A –

surf

ace o

f th

e M

oon

1

(d

)

C –

N/k

g

1

2

(a)

Pla

ce c

om

pass in fie

ld a

nd o

bserv

e t

he n

eedle

;

Make m

ark

s t

o r

ecord

(field

) ;

ALLO

W u

se o

f >

1 c

om

pass /

pencil

Repeat

pro

cess /

join

mark

s t

o m

ake >

1 lin

e ;

e.g

. “P

lace t

he c

om

pass n

ext

to t

he m

agnet

and look w

here

the n

eedle

poin

ts.”

e.g

. “P

lace t

he c

om

pass n

ext

to t

he m

agnet

and look w

here

the n

eedle

poin

ts.

The lin

e is

mark

ed u

sin

g a

pencil a

nd p

aper

meth

od (

i.e.

dots

or

arr

ow

s)”

e.g

. “P

lace t

he c

om

pass n

ext

to t

he m

agnet

and look w

here

the n

eedle

poin

ts.

The lin

e is

mark

ed u

sin

g a

pencil a

nd p

aper

meth

od

(dots

or

arr

ow

s).

This

is r

epeate

d for

anoth

er

line /

in a

diffe

rent

pla

ce”

3

ALLO

W u

se o

f ir

on f

ilin

gs for

1 m

ark

(b

)

A c

orr

ect

field

lin

e ;

Corr

ect

dir

ection o

f field

show

n i.e

. an a

rrow

fro

m

N t

o S

;

At

least

two c

orr

ect

com

ple

te lin

es,

but

not

touchin

g /

cro

ssin

g;

ALLO

W incom

ple

te lin

e

IGN

ORE fie

ld lin

es insid

e t

he m

agnet

REJE

CT inconsis

tent

/ in

corr

ect

arr

ow

s

3

3

(a)

Id

ea o

f ele

ctr

on t

ransfe

r ;

Due t

o friction /

lig

htn

ing ;

REJE

CT p

roto

n m

ovem

ent

ALLO

W r

ubbin

g /

descri

ption o

f fr

iction /

fly

ing

thro

ugh c

harg

ed c

louds

2

(b

)

Idea o

f spark

/ ignitio

n /

fire /

explo

sio

n ;

IGN

ORE r

efs

to e

lectr

ic s

hock

IGN

ORE r

efs

to c

harg

e jum

pin

g /

escapin

g

1

(c

)

(Connect

to)

eart

h /

gro

und ;

ALLO

W e

art

hin

g /

gro

undin

g

1

(d

)

Idea o

f charg

e /

curr

ent

flow

ing in w

ire ;

Dis

charg

es a

ircra

ft /

no c

harg

e is left

/

no p

.d.

rem

ain

s ;

ALLO

W n

o o

vera

ll c

harg

e /

(aircra

ft)

neutr

al

2

IGN

ORE furt

her

dis

cussio

n o

f danger

ACCEPT “

all c

harg

e g

oes t

o e

art

h”

for

2 m

ark

s

4

(a)

D

igital:

only

set

valu

es a

llow

ed ;

Analo

gue:

any v

alu

e a

llow

ed /

‘continuously

variable

’ ;

ACCEPT I

dea o

f on-o

ff

OR 1

-0 f

or

dig

ital

sig

nal

REJE

CT ‘varies’ alo

ne /

‘continuous’ alo

ne /

‘varies w

ithin

a r

ange’

REJE

CT r

efs

to f

requency

2

ACCEPT info

rmation in d

iagra

ms e

.g.

labelled

corr

ect

wavefo

rms

(b

)

easie

r to

rem

ove n

ois

e /

can r

egenera

te /

may c

arr

y m

ore

info

rmation /

more

sta

tions /

easie

r to

sto

re /

copy /

use w

ith c

om

pute

rs ;

ALLO

W c

an b

e c

leaned

IGN

ORE ‘le

ss n

ois

e’ alo

ne

REJE

CT c

arr

ies info

rmation faste

r

REJE

CT e

asie

r to

am

plify

1

IGN

ORE r

efs

to q

uality

/ c

larity

of

sound

(c

)

Any

fro

m:

Waves s

pre

ad o

ut

(as t

hey leave t

he s

peaker)

;

(Diffe

rent

frequencie

s /

note

s h

ave)

diffe

rent

wavele

ngth

s ;

Diffr

act

most

if s

peaker

siz

e m

atc

hes w

avele

ngth

;

Giv

ing a

more

even s

ound (

if a

ll fre

quencie

s

diffr

act

equally)

;

ACCEPT t

his

idea o

n a

dia

gra

m

ACCEPT t

his

idea o

n a

noth

er

dia

gra

m

e.g

. “h

igh a

nd low

fre

quencie

s h

ave s

am

e

loudness”

OW

TTE

3

5

(a)

15 (

N)

1

(b

) (i

) Scale

on a

xes is lin

ear

- 1 m

ark

Axes labelled w

ith s

cale

s a

nd u

nits -

1 m

ark

Plo

ttin

g t

o n

eare

st

half-s

quare

(m

inus o

ne f

or

each

plo

ttin

g /

scale

err

or,

up t

o m

ax 2

mark

s)

- 2 m

ark

s

Lin

e (

str

aig

ht)

of

best

fit

accepta

ble

- 1

mark

ALLO

W ‘m

ass’ /

‘scale

readin

g’ fo

r y-a

xis

Bar

chart

s:

can o

nly

score

S,

A a

nd P

mark

s

(4 m

ax)

5

(ii)

(4

, 3.7

) id

entified /

circle

d ;

1

(c

)

Any

fro

m:

Data

There

is a

n o

bvio

us e

rror

/ anom

aly

/

inconsis

tency in t

he r

eadin

gs ;

The d

ata

on t

he t

in m

ay b

e w

rong ;

The e

xte

nsio

n o

f spring m

ight

not

be lin

ear

/

bro

ken s

cale

s /

scale

s n

ot

obeyin

g H

ookes

Law

;

There

is a

zero

err

or

;

There

could

be r

eadin

g e

rror

/ para

llax e

rror

;

Meth

ods

The c

onclu

sio

n w

as b

ased o

n just

one p

air o

f

readin

gs ;

The e

xperim

ent

was n

ot

repeate

d ;

The w

eig

ht

of

tins /

bag w

as n

ot

taken into

account

;

(0 –

5kg is a

n)

inadequate

range t

o m

easure

schoolb

ag ;

4

6

(a)

(i)

373

(K);

IGN

ORE a

ny d

ecim

al pla

ces /

degre

e s

ign

REJE

CT n

egative v

alu

es

1

(ii)

M

ore

(kin

etic)

energ

y /

more

quic

kly

/ f

aste

r /

furt

her

apart

(in

ste

am

) ;

ACCEPT m

ore

fre

ely

ACCEPT r

evers

e a

rgum

ent

for

wate

r

REJE

CT v

ibra

tion

NB M

ust

be a

com

parison

1

(iii)

Any

fro

m:

(Mole

cule

s)

in m

otion /

movin

g ;

Bounce o

ff /

hit /

collid

e w

ith /

str

ike insid

e o

f

kett

le ;

Mom

entu

m c

hanges ;

There

is a

forc

e (

on t

he insid

e)

;

pre

ssure

= forc

e

are

a O

WTTE ;

IGN

ORE m

ole

cule

s h

itting e

ach o

ther

IGN

ORE p

ush

3

(b

)

Substitu

tion

130

820 =

101

V2

OR

OR

Rearr

angem

ent

V2 =

(130

820)

101 ;

Answ

er

=

1060 (

cm

3)

;

Corr

ect

answ

er

with n

o w

ork

ing g

ets

both

mark

s

ACCEPT 1

055 (

cm

3)

/ or

with f

urt

her

dp a

fter

1055 (

cm

3)

2

(c

)

Pre

ssure

decre

ases;

Any

fro

m:

Mole

cule

s m

ove m

ore

slo

wly

/ h

ave less k

inetic

energ

y ;

Mole

cule

s h

it s

ides w

ith less f

requently /

oft

en ;

Less m

om

entu

m c

hange /

forc

e p

roduced (

per

collis

ion o

r overa

ll)

;

Pre

ssure

is p

roport

ional to

tem

pera

ture

/ P

T

(fo

r

consta

nt

volu

me)

;

NB “

pre

ssure

incre

ases /

sta

ys t

he s

am

e”

score

s z

ero

for

question

2

7

(a)

m

om

entu

m =

mass

velo

city O

R

72

8 ;

Or

equiv

ale

nt

rearr

angem

ent

ACCEPT u

se o

f sta

ndard

abbre

via

tions i.e

. p =

mv

2

Calc

ula

tion

580 (

kg m

/s);

ALLO

W 5

76 (

kg m

/s)

(b

)

Substitu

tion

920

0.1

7 ;

Calc

ula

tion

5400 (

N)

;

REJE

CT A

ltern

ative incorr

ect

unit for

1 m

ark

ACCEPT 5

410 /

5412 /

5411.7

……

5411.8

REJE

CT 5

411

2

(c

) (i

) Any

fro

m:

Road

Weath

er-

rela

ted e

.g.

wet

/ dry

/ r

ain

y /

icy ;

Surf

ace-r

ela

ted e

.g.

gra

vel /

mud /

fre

shly

tarm

aced /

oily ;

Gra

die

nt

e.g

. uphill /

dow

nhill ;

Car

Mechanic

al e.g

. quality

of ty

res /

bra

kes ;

Mom

entu

m-r

ela

ted e

.g.

speed /

num

ber

of

passengers

/ m

ass ;

Driver

Sta

te o

f ale

rtness e

.g.

tire

d /

alc

ohol /

dru

gs /

mobile p

hone /

oth

er

dis

tractions ;

Reaction t

ime ;

ALLO

W s

lippery

if qualified

2

7

(c)

(ii)

Any

fro

m:

Car

(and driver)

ta

ke lo

nger

to slo

w dow

n /

tim

e for

cra

sh incre

ases ;

Mom

entu

m c

hanges /

decre

ases ;

Rate

of change o

f m

om

entu

m (

and t

hus f

orc

e)

reduced ;

Sm

aller

forc

e leads t

o less s

evere

inju

ries ;

Driver

travels

furt

her

in c

rash /

for

a longer

tim

e ;

Accele

ration /

decele

ration (

and t

hus f

orc

e)

is

low

er

;

Rate

of change o

f m

om

entu

m (

and t

hus f

orc

e)

reduced ;

Sm

aller

forc

e leads t

o less s

evere

inju

ries ;

ALLO

W r

evers

e a

rgum

ents

e.g

. “I

f no c

rum

ple

zone…

”

NB “

change o

f m

om

entu

m,

div

ided b

y t

ime is

less”

score

s t

wo m

ark

s

3

8

Any

fro

m:

Sin

gle

fis

sio

n d

escri

bed

Neutr

ons c

aptu

red /

absorb

ed /

meta

sta

ble

/

unsta

ble

sta

te ;

Causes b

reak-u

p o

f nucle

us /

daughte

r nucle

i ;

Rele

asin

g e

nerg

y ;

Rele

asin

g n

eutr

ons ;

Furt

her

fissio

ns d

escri

bed

(Spare

) neutr

ons c

an c

ause f

urt

her

fissio

ns ;

In a

chain

reaction ;

Contr

ol described

Modera

tor

to s

low

dow

n n

eutr

ons /

incre

ases r

ate

; Contr

ol ro

d ‘m

ops u

p’ /

absorb

s n

eutr

ons /

reduces r

ate

;

Contr

ol ro

ds c

an b

e insert

ed /

rem

oved ;

Energ

y h

arv

esting d

escribed

(Energ

y r

ele

ased)

used t

o h

eat

wate

r ;

A h

eat

transfe

r m

echanis

m m

entioned ;

REJE

CT (

for

1 m

ark

) Confu

sio

n o

f ele

ctr

ons

and n

eutr

ons

REJE

CT (

for

1 m

ark

) Fis

sio

n o

f ato

ms /

mole

cule

s /

cells

ACCEPT p

oin

ts s

how

n in a

cle

ar

and labelled

dia

gra

m

6

edexcel igcse in physics (4ph0) - tonbridge physics

Documents