Specimen MS - Paper 2 Edexcel Physics as-Level

8/16/2019 Specimen MS - Paper 2 Edexcel Physics as-Level

1/15

P a p e r 2 M a r k s c h e m e

Q

u e s t i o n

N

u m b e r

A c c e p t a b l e A n s w e r s

A d d i t i o n a l G u i d a

n c e

M a r k

1

D

1

2

B

1

3

C

1

4

A

1

5

B

1

6

A

1

7

C

1

8

C

1

( T o t a l f o r M u l t i p l e C h o i c e Q u e s t i o n s = 8 m a r k s )

( T o t a l f o

r Q u e s t i o n 9 = 4 m a r k s )

Q

u e s t i o n

N

u m b e r


A d d i t i o n a l G u i d a n c e

M a r k

9

A n a l y s e s d a t a b y :

•

u s e o f v = f

λ ( 1 )

•

λ = 6 × 1 0 - 4 m ( 1

)

•

s t o n e a b o u t 4 m m

f r o m p

h o t o ( 1 )

A N D

•

c o n c l u d e s t h i s w o u l d g i v e s u f f i c i e n t r e s o l u t i o n a t t h i s f r e q u e n c y

b e c a u s e t h e w a v e

l e n g t h i s l e s s t h a n h a l f t h e s i z e o f

t h e k i d n e y

s t o n e ( 1 )

E x a m p l e o f c a l c u l a t i o n :

1 5 0 0 m s

- 1 =

2 . 5 × 1 0 6 H

z × λ

λ = 6 × 1 0 -

4 m

4


2/15

( T o t a l f o r

Q u e s t i o n 1 0 = 6 m a r k s )

Q u e s t i o n

N u m b e r



M a r k

1 0 ( a

)

A d e s c r i p t i o n t h a t m a

k e s r e f e r e n c e t o :

•

f o r u n p o l a r i s e d w a v e s – o s c i l l a t i o n s / v i b r a t i o n s i n m

a n y d i r e c t i o n s ( 1 )

•

a f t e r u n d e r g o i n g p o l a r i s a t i o n – o s c i l l a t i o n s / v i b r a t i o n s i n a s i n g l e

d i r e c t i o n ( 1 )

•

w h i c h i s p e r p e n d i c u l a r t o d i r e c t i o n o f p r o p a g a t i o n ( 1 )

O R

•

f o r u n p o l a r i s e d w a v e s – o s c i l l a t i o n s / v i b r a t i o n s i n m

a n y p l a n e s ( 1 )

•

a f t e r u n d e r g o i n g p o l a r i s a t i o n – o s c i l l a t i o n s / v i b r a t i o n s i n a s i n g l e

p l a n e ( 1 )

•

a n d t h i s p l a n e i n c l u d e s d i r e c t i o n o f p r o p a g a t i o n ( 1 )

M a r k s s h o u

l d b e a w a r d e d f r o m o n e s e q u e n c e

o n l y .

3

1 0 ( b

)

A n e x p l a n a t i o n t h a t m

a k e s r e f e r e n c e t o :

•

m i c r o w a v e s f r o m

s o u r c e a r e p o l a r i s e d ( 1 )

•

p l a n e o f p o l a r i s a t i o n o f f i l t e r a n d t h e p l a n e o f p o l a r i s a t i o n o f t h e

w a v e s a r e p a r a l l e l a t f i r s t , t h e r e f o r e m i c r o w a v e s p a s s t h r o u g h ( 1 )

•

p l a n e o f p o l a r i s a t i o n o f f i l t e r a n d t h e p l a n e o f p o l a r i s a t i o n o f t h e

w a v e s a r e p e r p e n d i c u l a r t o e a c h o t h e r a f t e r r o t a t i o n , t h e r e f o r e

m i c r o w a v e s a r e a b s o r b e d ( 1 )

3


3/15

Q u e s

t i o n

N u m

b e r

A c c e p

t a b l e A n s w e r s

A d d i t i o n a

l G u

i d a n c e

M a r k

1 1 ( a

)

•

u s e o f m a s s = d e n

s i t y × v o l u m e

( 1 )

•

u s e o f u p t h r u s t = w e i g h t o f f l u i d d i s p l a c e d = m g (

1 )

•

u p t h r u s t = 8 . 3 × 1

0 - 4 N

( 1 )

E x a m p l e o f

c a l c u l a t i o n :

m a s s o f l i q u

i d d i s p l a c e d

= 1 3 0 0 k g m

- 3 ×

6 . 5 × 1 0 - 8 m

3

m a s s o f l i q u

i d d i s p l a c e d = 8 . 4

5 × 1 0 - 5 k g

u p t h r u s t = 8

. 4 5 × 1 0 - 5 k g × 9 . 8 1 m s -

1

3

1 1 ( b

)

•

v i s c o u s f o r c e = w e i g h t – u p t h r u s t

( 1 )

•

u s e o f F = 6 r v (

1 )

•

v i s c o s i t y = 1 8 ( k g

m - 1 s

- 1 ) ( 1 )

E x a m p l e o f


v i s c o u s f o r c

e = W - U

= 4 . 8 × 1 0 3 N - 8 . 3 × 1 0 - 4 N

= 3 . 9

7 × 1 0 - 3 N

= 3 . 9

7 × 1

0 - 3 N

/ ( 6 × 3 . 1 4 × 4 . 6 × 1 0 - 3 m

s - 1 ×

2 . 5 × 1 0 - 3 )

= 1 8 k g m

- 1 s

- 1

3

( T o

t a l f o r

Q u e s

t i o n

1 1 =

6 m a r k s )


4/15

Q u e s t i o n

N

u m b e r



M a r k

1 2 ( a

)



•

w a v e s / l i g h t p a s s i n g t h r o u g h a n a r r o w g a p s p r e a d / s o u t ( 1 )

•

l i g h t r e a c h e s t h e w

a l l f r o m e a c h p a r t o f t h e s l i t w i t h

d i f f e r i n g p h a s e

r e l a t i o n s h i p s ( 1 ) O

R l i g h t r e a c h e s t h e w a l l f r o m e a c h p a r t o f t h e

s l i t w i t h d i f f e r i n g

p a t h l e n g t h s ( 1 )

•

w h e n t h e w a v e s m

e e t s u p e r p o s i t i o n t a k e s p l a c e a n d

i f t h e w a v e s

a r e i n a n t i p h a s e i t

r e s u l t s i n d e s t r u c t i v e i n t e r f e r e n c e

s o a d a r k s p o t

i s s e e n ( 1 ) O R w h e n t h e w a v e s m e e t s u p e r p o s i t i o n

t a k e s p l a c e a n d

i f t h e w a v e s a r e i n p h a s e i t r e s u l t s i n c o n s t r u c t i v e i n

t e r f e r e n c e s o a

b r i g h t ( e r ) r e g i o n i s s e e n ( 1 )

A c c e p t r e l e

v a n t r e f e r e n c e t o H u y g e n ’ s c o n s t r

u c t i o n f o r

f i r s t m a r k .

3

1 2 ( b

)



•

g r e e n l i g h t h a s a s h o r t e r w a v e l e n g t h t h a n r e d l i g h t (

1 )

O R r e d l i g h t h a s a l o n g e r w a v e l e n g t h t h a t g r e e n l i g

h t ( 1 )

•

s o g r e e n l i g h t d i f f

r a c t s l e s s t h a n r e d l i g h t o r r e d l i g h t d i f f r a c t s m o r e

t h a n g r e e n l i g h t ( 1 )

•

s o t h e d a r k p o i n t s

w o u l d b e c l o s e r t o t h e c e n t r e

o r m o r e d a r k p o i n

t s w o u l d b e s e e n i n t h e s a m e s p a c

e o n t h e w a l l o r

c e n t r a l f r i n g e n a r r o w e r ( 1 )

A c c e p t a d i a g r a m c l e a r l y t o t h e s a m e s c a l e a n

d s h o w i n g

a n a r r o w e d

p a t t e r n .

M P 2 a n d M

P 3 m a y b e a w a r d e d i f r e f e r e n c e i s m a d e t o

f r e q u e n c y d

i f f e r e n c e r a t h e r t h a n w a v e l e n g t h .

3


5/15

Q u e s t i o n

N u m b e r



M a r k

1 2 ( c

)

•

u s e o f t r i g o n o m e t r i c a l f u n c t i o n s t o c a l c u l a t e ( 1 )

•

c a l c u l a t e d i f f r a c t i o n g r a t i n g s p a c i n g ( 1 )

•

w a v e l e n g t h = 5 . 1

× 1 0 - 7

m (

1 )

E x a m p l e o f


= t a n

- 1 ( 0 . 2

3 m / 1 . 5 m ) = 8 . 7 °

d

= 1 0 - 3 / 3 0 0

= 3 . 3 × 1 0 - 6

m

= 3 . 3 × 1 0

- 6 m ×

s i n 8 . 7 °

= 5 . 1 × 1 0 - 7

m

3

( T o t a l f o r

Q u e s t i o n 1 2 = 9 m a r k s )


6/15

Q u e s t i o n

N u m b e r



M a r k

1 3 ( a

) ( i )

•

m e a s u r e a n g l e o f

i n c i d e n c e a t e d g e ( 5 3 ° ) ( 1 )

•

u s e o f n 1 s i n 1 = n

2 s i n 2 ( 1 )

•

v a l u e o f a n g l e i n g l a s s = 3 2 ° ( 1 )

± 1 ° t o l e r a n c e

A l l o w

e c f f o r c a n d i d a t e ’ s v a l u e

E x a m p l e o f


1 × s i n 5 3 ° = 1 . 5 × s i n 2

2 = 3 2 °

3

1 3 ( a

) ( i i )

•

s h o w

r e f r a c t i o n t o

w a r d s n o r m a l e n t e r i n g g l a s s a n d h o w

r e f r a c t i o n

a w a y f r o m n o r m a

l e x i t i n g g l a s s ( 1 )

1


7/15

Q

u e s t i o n

N

u m b e r



M a r k

1 3 ( b ) *

T h i s q u e s t i o n a s s e s s e s a s t u d e n t ’ s a b i l i t y t o s h o w a c o h e r e n t a n d

l o g i c a l l y s t r u c t u r e d a

n s w e r w i t h l i n k a g e s a n d f u l l y - s u s

t a i n e d r e a s o n i n g .

M a r k s a r e a w a r d e d f o r i n d i c a t i v e c o n t e n t a n d f o r h o w

t h e a n s w e r i s

s t r u c t u r e d a n d s h o w s l i n e s o f r e a s o n i n g .

T h e f o l l o w i n g t a b l e s h o w s h o w t h e m a r k s s h o u l d b e a w a r d e d f o r

i n d i c a t i v e c o n t e n t .

N u m b e r o f i n d i c a t i v e

m a r k i n g p o i n t s s e e n i n

a n s w e r

N u m b e r o f m a r k s a w a r d

e d f o

i n d i c a t i v e m a r k i n g p o i n

t s

6

4

5 - 4

3

3 - 2

2

1

1

0

0

G u i d a n c e o

n h o w t h e m a r k s c h e m e s h o u l d

b e a p p l i e d :

T h e m a r k f

o r i n d i c a t i v e c o n t e n t s h o u l d b e

a d d e d t o t h e

m a r k f o r l i n e s o f r e a s o n i n g . F o r e x a m p l e , a n a n s w e r

w i t h f i v e i n

d i c a t i v e m a r k i n g p o i n t s w h i c h

i s p a r t i a l l y

s t r u c t u r e d w i t h s o m e l i n k a g e s a n d l i n e s o f

r e a s o n i n g

s c o r e s 4 m a r k s ( 3 m a r k s f o r i n d i c a t i v e c o n

t e n t a n d 1

m a r k f o r p a r t i a l s t r u c t u r e a n d s o m e l i n k a g

e s a n d l i n e s

o f r e a s o n i n

g ) .

I f t h e r e a r e

n o l i n k a g e s b e t w e e n p o i n t s , t h e s a m e f i v e

i n d i c a t i v e m

a r k i n g p o i n t s w o u l d y i e l d a n o v e r a l l s c o r e

o f 3 m a r k s

( 3 m a r k s f o r i n d i c a t i v e c o n t e n t

a n d n o

m a r k s f o r l i n k a g e s ) .


8/15

Q u e s t i o n

N

u m b e r



M a r k

1 3 ( b

) *

C o n t i n u e d

T h e f o l l o w i n g t a b l e s

h o w s h o w t h e m a r k s s h o u l d b e a w

a r d e d f o r

s t r u c t u r e a n d l i n e s o f

r e a s o n i n g .

N u m b e r o f m a r k s

a w a r d e d f o r s t r u c t u r e o f

a n s w e r a n d s u s t a

i n e d

l i n e o f r e a s o n i n g

A n s w e r s h o w s a c o h e r e n t

a n d l o g i c a l s t r u c t u

r e w i t h

l i n k a g e s a n d f u l l y

s u s t a i n e d l i n e s o f

r e a s o n i n g d e m o n s t r a t e d

t h r o u g h o u t

2

A n s w e r i s p a r t i a l l y

s t r u c t u r e d w i t h s o m e

l i n k a g e s a n d l i n e s

o f

r e a s o n i n g

1

A n s w e r h a s n o l i n

k a g e s

b e t w e e n p o i n t s a n

d i s

u n s t r u c t u r e d

0

6


9/15


10/15


11/15

Q

u e s t i o n

N

u m b e r



M a r k

1 5 ( a ) ( i )



E I T H E R

•

h o l d i n g t h e l e n s s

t e a d y i n y o u r h a n d w o u l d b e d i f f i c u l t a n d w o u l d

m a k e t h e d i s t a n c e

m e a s u r e m e n t i n a c c u r a t e ( 1 )

•

s o t h e l e n s s h o u l d

b e i n a h o l d e r o n a s t a b l e s u r f a c e

t o m a k e t h e

m e a s u r e m e n t a c c u r a t e ( 1 )

O R

•

h o l d i n g t h e r u l e r s t e a d y p a r a l l e l t o t h e p r i n c i p a l a x i

s w o u l d b e d i f f i c u l t

a n d m a k e t h e d i s t a n c e m e a s u r e m e n t i n a c c u r a t e ( 1 )

•

s o t h e r u l e r s h o u l d b e o n a s t a b l e s u r f a c e t o m a k e t h

e m e a s u r e m e n t

a c c u r a t e ( 1 )

O R

•

f o c a l l e n g t h i s i m

a g e d i s t a n c e w h e n o b j e c t d i s t a n c e

i s

i n f i n i t e ( 1 )

•

t h i s i s n o t a t i n f i n

i t y s o l e n s f o r m u l a s h o u l d b e u s e d

( 1 )

T h e s e m a r k

s c a n b e a w a r d e d o n l y f o r a n s w e r

s i n t h e

c o n t e x t o f t

h e m e t h o d d e s c r i b e d i n t h e q u e s t i o n .

R e f e r e n c e t o u s e o f a n o p t i c a l b e n c h i s a c c e p t a b l e .

R e f e r e n c e t o u s e o f a c l a m p i s a c c e p t a b l e .

2


12/15


13/15

Q

u e s t i o n

N

u m b e r



M a r k

1 6 ( a )

A n e x p l a n a t i o n t h a t m a k e s r e f e r e n c e t o :

•

c o h e r e n t m e a n s t h e r e i s a c o n s t a n t p h a s e r e l a t i o n s h i p ( 1 )

•

f o r s o m e p a r t s o f

t h e b e a m t h e p h a s e d i f f e r e n c e c o u l d b e 1 8 0 ° / i n

a n t i p h a s e ( 1 )

•

c a u s i n g d e s t r u c t i v e i n t e r f e r e n c e a n d t h e r e f o r e z e r o

a m p l i t u d e ( 1 )

3

1 6 ( b ) ( i )

•

s t a t e o r u s e o f =

V + I r ( 1 )

•

r = 2 8 . 6 (

1 )

E x a m p l e o f c a l c u l a t i o n :

4 . 1 V = 3 . 7

V + 0 . 0 1 4 A × r

r = 2 8 . 6

2

1 6 ( b ) ( i i )

•

u s e o f I = P / A ( 1 )

•

u s e o f P = I V ( 1 )

•

c a l c u l a t i o n o f e f f i c i e n c y o f p o i n t e r ( 1 )

•

a n a l y s i s o f d a t a i n p a s s a g e t o g i v e e f f i c i e n c y o f l a s e r a s

a p p r o x i m a t e l y 4 0

% (

1 )

•

c o m p a r i n g d a t a a n a l y s e d t o d r a w a c o n c l u s i o n t h a t

t h e c l a i m i s

n o t j u s t i f i e d .

( 1 )

5

( T o t a l f o r Q u e s t i o n 1 6 = 1 0 m a r k s )


14/15

Q u e s t i o n

N u m

b e r



M a r k

1 7 ( a

)



•

b a l a n c e m e a s u r e s

t o 1 g ( 1 )

•

m o r e r u b b e r b a n d s s h o u l d h a v e b e e n p l a c e d o n t h e b a l a n c e t o o b t a i n a

r e a d i n g o f a t l e a s t

1 0 g ( 1 )

•

s o t h a t a m o r e p r e

c i s e r e a d i n g i s o b t a i n e d ( 1 )

3

1 7 ( b

)

•

u s e o f a r e a u n d e r g r a p h t o r e p r e s e n t w o r k d o n e ( 1 )

•

u s e s a r e a a c c u r a t e

l y b e t w e e n l i n e a n d d i s t a n c e a x i s t o d e t e r m i n e

w o r k d o n e ( 1 )

•

0 . 9 7 J ( r a n g e f r o m

p r i n t e d g r a p h ) ( 1 )

D o n o t a w a

r d f i r s t m a r k f o r u s e o f E = 1 / 2 F x

3

1 7 ( c

)

•

u s e o f k e = m

v 2 (

1 )

•

v = 7 0 m s

- 1 (

1 )

E x a m p l e o f


0 . 9 7 J = m v 2

= 0 . 0 0 0 4

k g × v 2

v = 7 0 m s - 1

2

1 7 ( d

)



•

v i d e o t h e b a n d o v e r a s h o r t d i s t a n c e s o i t d e t e r m i n e s t h e i n i t i a l s p e e d ( 1 )

O R b e c a u s e i t s s p

e e d w i l l r a p i d l y r e d u c e b e c a u s e o f a i r r e s i s t a n c e ( 1 )

•

i n c l u d e a s c a l e o r

o b j e c t o f k n o w n l e n g t h i n t h e a r e a

f i l m e d ( 1 )

•

a n a l y s e t h e v i d e o

t o d e t e r m i n e t h e t i m e t a k e n t o t r a v e l t h e k n o w n

d i s t a n c e A N D c a l c u l a t e t h e s p e e d u s i n g t h e m e a s u r e d t i m e i n s p e e d =

d i s t a n c e / t i m e ( 1 )

•

( l i g h t g a t e s w o u l d

n o t b e s u i t a b l e b e c a u s e ) t h e b a n d

i s n o t s u f f i c i e n t i n

s i z e t o i n t e r r u p t t h

e l i g h t g a t e b e a m (

1 )

4

( T o t a l f o r Q

u e s t i o n 1 7 = 1 2 m a r k s )


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Specimen MS - Paper 2 Edexcel Physics as-Level