pearson qualifications - extended certiﬁ cateaward award ......issue 1 – september 2012 ©...

SampleAssessment Materials (SAMs)

Extended Certifi cateAward Extended Certifi cate

Sample Assessment Materials (SAMs)

From September 2012Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Award in Principles of Applied ScienceEdexcel BTEC Level 1/Level 2 First Award in Application of ScienceEdexcel BTEC Level 1/Level 2 First Extended Certi� cate in Applied Science

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APPLIED SCIENCE

APPLIED SCIENCE

Publications code B F 0 3 0 9 7 9

Award Extended Certifi cate

BTECFIRST

Introduction

Sample assessment materials (SAMs) provide learners and centres with specimen questions and mark schemes. These are used as the benchmark to develop the external assessment learners will take.

Unit 1: Principles of Science

The SAMs for this external unit have been provided for the following qualifications:

• BTEC Level 1/Level 2 First Award in Principles of Applied Science

• BTEC Level 1/Level 2 First Extended Certificate in Applied Science

Unit 8: Scientific Skills


• BTEC Level 1/Level 2 First Award in Application of Science


Contents

Introduction 1

Unit 1: Principles of Science - sample assessment test and mark scheme 3

Unit 8: Scientific Skills - sample assessment test and mark scheme 31

Introduction










1BF030979 – Sample Assessment Materials (SAMs) – Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Award in Principles of Applied Science and Application of Science and Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Extended Certificate in Applied Science –

Issue 1 – September 2012 © Pearson Education Limited 2012

Introduction










BF030979 – Sample Assessment Materials (SAMs) – Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Award in Principles of Applied Science and Application of Science and Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Extended Certificate in Applied Science – Issue 1 – September 2012 © Pearson Education Limited 2012

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Unit 1: Principles of Science - sample assessment test and mark scheme

This sample assessment test and mark scheme is for the following qualifications:





Unit 1: Principles of Science - sample assessment test and mark scheme





4

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W43689A©2012 Pearson Education Ltd.

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*W43689A0118*

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.

Information

• The total mark for this paper is 54. • 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.• Try to answer every question.• Check your answers if you have time at the end.

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Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Award in Principles of Applied ScienceEdexcel BTEC Level 1/Level 2 First Extended Certificate in Applied ScienceUnit 1: Principles of Science

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*W43689A0318* Turn over

(b) Water travels from the roots of the plant to the leaf.

(i) Name the process that causes this to happen.(1)

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(ii) Explain how this process works.(2)

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(Total for Question 1 = 6 marks)

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*W43689A0218*

SECTION A: BIOLOGY

Answer all of the questions in this section

1 The diagram shows a cell from the leaf of a plant.

(a) (i) Name the process that happens in the chloroplasts, labelled A.(1)

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(ii) Explain the function of the part of the cell labelled B.(2)

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(b) Water travels from the roots of the plant to the leaf.

(i) Name the process that causes this to happen.(1)

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(ii) Explain how this process works.(2)

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SECTION A: BIOLOGY


1 The diagram shows a cell from the leaf of a plant.

(a) (i) Name the process that happens in the chloroplasts, labelled A.(1)

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(ii) Explain the function of the part of the cell labelled B.(2)

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(c) The unaffected children in generation III are concerned that they may have children with cystic fibrosis. They visit their doctor in a local clinic to get advice.

Explain how pedigree analysis would help to inform the doctor’s advice to them.

Use percentages or ratios to help illustrate this.(2)

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*W43689A0418*

2 Cystic fibrosis is a genetic disorder caused by recessive alleles. The diagram shows the inheritance of cystic fibrosis in a family.

(a) Complete the sentence by putting a cross in the box next to your answer.

In generation III, individual 3 is:(1)

A a carrier of cystic fibrosis allele

B heterozygous for cystic fibrosis

C homozygous dominant for cystic fibrosis

D homozygous recessive for cystic fibrosis

(b) Complete the Punnett square to illustrate the inheritance of cystic fibrosis from the two heterozygous parents in generation II. Use B for the dominant allele and b for the recessive allele.

(2)



5


(c) The unaffected children in generation III are concerned that they may have children with cystic fibrosis. They visit their doctor in a local clinic to get advice.

Explain how pedigree analysis would help to inform the doctor’s advice to them.

Use percentages or ratios to help illustrate this.(2)

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*W43689A0418*

2 Cystic fibrosis is a genetic disorder caused by recessive alleles. The diagram shows the inheritance of cystic fibrosis in a family.

(a) Complete the sentence by putting a cross in the box next to your answer.

In generation III, individual 3 is:(1)

A a carrier of cystic fibrosis allele

B heterozygous for cystic fibrosis

C homozygous dominant for cystic fibrosis

D homozygous recessive for cystic fibrosis

(b) Complete the Punnett square to illustrate the inheritance of cystic fibrosis from the two heterozygous parents in generation II. Use B for the dominant allele and b for the recessive allele.

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(b) When an athlete runs her body temperature starts to rise.

Explain three ways her body responds to regulate this rise in temperature. (6)

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TOTAL FOr SECTION A = 18 mArkS

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*W43689A0618*

3 The nervous system and the endocrine system allow different parts of the body to communicate with each other.

The diagram shows a nerve pathway that helps to keep body temperature constant.

neurone X

Receptor sensory neurone brain effector

(a) Name neurone X in the diagram.(1)

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(b) When an athlete runs her body temperature starts to rise.

Explain three ways her body responds to regulate this rise in temperature. (6)

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TOTAL FOr SECTION A = 18 mArkS

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3 The nervous system and the endocrine system allow different parts of the body to communicate with each other.

The diagram shows a nerve pathway that helps to keep body temperature constant.

neurone X

Receptor sensory neurone brain effector

(a) Name neurone X in the diagram.(1)

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(c) Boron occurs naturally as two isotopes, boron-10 and boron-11. Boron contains 20% boron-10 and 80% boron-11.

Calculate the Relative Atomic Mass of boron. (2)

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(d) This is how aluminium is shown in the periodic table.

The diagram below shows the electron shells of an aluminium atom. Complete the diagram to show the electron configuration of the aluminium atom. Use X to represent an electron.

(2)


8

*W43689A0818*

SECTION B: CHEmISTrY


4 The diagram shows the structure of a boron atom.

key: Neutron Proton Electron

(a) Give the atomic number of boron.(1)

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(b) Below are four statements about the mass of an electron. Put a cross in the box next to the correct statement.

(1)

An electron has no mass.

An electron has a much smaller mass than a proton.

An electron has the same mass as a proton.

An electron has a much larger mass than a proton.



9


(c) Boron occurs naturally as two isotopes, boron-10 and boron-11. Boron contains 20% boron-10 and 80% boron-11.

Calculate the Relative Atomic Mass of boron. (2)

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(d) This is how aluminium is shown in the periodic table.

The diagram below shows the electron shells of an aluminium atom. Complete the diagram to show the electron configuration of the aluminium atom. Use X to represent an electron.

(2)


8

*W43689A0818*

SECTION B: CHEmISTrY


4 The diagram shows the structure of a boron atom.

key: Neutron Proton Electron

(a) Give the atomic number of boron.(1)

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(b) Below are four statements about the mass of an electron. Put a cross in the box next to the correct statement.

(1)

An electron has no mass.

An electron has a much smaller mass than a proton.

An electron has the same mass as a proton.

An electron has a much larger mass than a proton.


1411


6 Some indigestion tablets contain calcium carbonate. The calcium carbonate reacts with hydrochloric acid in the stomach. Carbon dioxide is one of the products of this reaction.

(a) Describe the chemical test for carbon dioxide.(2)

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(b) The reaction in the stomach between hydrochloric acid and calcium carbonate is a neutralisation reaction. Name the salt formed in the reaction.

(1)

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(c) Indigestion tablets are coated to stop them reacting before they reach the stomach. Explain two reasons why calcium carbonate is still used to neutralise stomach

acid rather than sodium hydroxide.(4)

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10

*W43689A01018*

5 The diagram shows a simple version of the periodic table. Some elements have been shown.

H

He

Li C O

Na Al Cl

K Kr

(a) The element krypton (Kr) is a non-metal.

How can you tell krypton is a non-metal from its position in the periodic table?(1)

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(b) The elements lithium, sodium and potassium are all in Group 1.

Give two reasons why these elements are placed in the same group.(2)

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6 Some indigestion tablets contain calcium carbonate. The calcium carbonate reacts with hydrochloric acid in the stomach. Carbon dioxide is one of the products of this reaction.

(a) Describe the chemical test for carbon dioxide.(2)

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(b) The reaction in the stomach between hydrochloric acid and calcium carbonate is a neutralisation reaction. Name the salt formed in the reaction.

(1)

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(c) Indigestion tablets are coated to stop them reacting before they reach the stomach. Explain two reasons why calcium carbonate is still used to neutralise stomach

acid rather than sodium hydroxide.(4)

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10

*W43689A01018*

5 The diagram shows a simple version of the periodic table. Some elements have been shown.

H

He

Li C O

Na Al Cl

K Kr

(a) The element krypton (Kr) is a non-metal.

How can you tell krypton is a non-metal from its position in the periodic table?(1)

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(b) The elements lithium, sodium and potassium are all in Group 1.

Give two reasons why these elements are placed in the same group.(2)

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1613


SECTION C: PHYSICS


7 Dr. Booth works for a company that makes lamps.

The energy transfer in their halogen lamps can be shown by this diagram.

(a) efficiency =useful energy transferred by the device

total energy suppplied to the device100%×

Calculate the efficiency of the halogen lamp.(2)

efficiency = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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*W43689A01218*

(d) When sodium hydroxide is added to dilute sulfuric acid, one of the products is sodium sulfate, Na2SO4.

Write the balanced chemical equation for this reaction.(2)

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TOTAL FOr SECTION B = 18 mArkS



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SECTION C: PHYSICS


7 Dr. Booth works for a company that makes lamps.

The energy transfer in their halogen lamps can be shown by this diagram.

(a) efficiency =useful energy transferred by the device

total energy suppplied to the device100%×

Calculate the efficiency of the halogen lamp.(2)

efficiency = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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*W43689A01218*

(d) When sodium hydroxide is added to dilute sulfuric acid, one of the products is sodium sulfate, Na2SO4.

Write the balanced chemical equation for this reaction.(2)

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TOTAL FOr SECTION B = 18 mArkS


1815


8 The diagram shows the electromagnetic spectrum.

Radio waves Microwaves Infrared Visible light Ultraviolet X-rays Gamma rays

(a) All of these waves have the following structure.

Label the diagram to show the following parts of the wave:

(i) wavelength (1)

(ii) amplitude(1)

14

*W43689A01418*

Dr Booth has designed a new LED cluster lamp. This gives out the same amount of light as their halogen lamp.

The table shows how the two lamps compare.

halogen lamp LED cluster lamp

Power consumption 20 W 4 W

Expected life 2 500 hours 50 000 hours

Price £1.75 £6.20

(Source: © Shutterstock)

(b) The lighting company is considering how well the new LED cluster lamp will sell. Explain why you think that people would buy the new lamp.

Use a calculation to justify your answer.(4)

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15


8 The diagram shows the electromagnetic spectrum.

Radio waves Microwaves Infrared Visible light Ultraviolet X-rays Gamma rays

(a) All of these waves have the following structure.

Label the diagram to show the following parts of the wave:

(i) wavelength (1)

(ii) amplitude(1)

14

*W43689A01418*

Dr Booth has designed a new LED cluster lamp. This gives out the same amount of light as their halogen lamp.

The table shows how the two lamps compare.

halogen lamp LED cluster lamp

Power consumption 20 W 4 W

Expected life 2 500 hours 50 000 hours

Price £1.75 £6.20

(Source: © Shutterstock)

(b) The lighting company is considering how well the new LED cluster lamp will sell. Explain why you think that people would buy the new lamp.

Use a calculation to justify your answer.(4)

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9 The photograph shows part of a prototype for a street light that is designed to be powered entirely by renewable forms of energy. It uses both a small wind turbine and a solar panel.

(Source: © Azzzim/Shutterstock)

Assess how successful the system, as shown in the photograph, would be at running the street light at a consistent level of brightness throughout the night, indicating what else might be needed to make it run effectively. Give a justification for your response.

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(b) Complete the table to show one use and one harmful effect for each type of electromagnetic wave. Some of the answers have been completed for you.

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Type of electromagnetic wave Use Harmful effect

Infrared Radiant heater Skin burns at high doses

Ultraviolet Damage to eyes

X-rays Imaging

(c) A mobile phone transmits microwaves with a frequency of 1.8 × 109 Hz. The microwaves travel in air with a speed of 3.0 × 108 m/s.

wave speed = wavelength x frequency

Calculate the wavelength of the microwaves transmitted by the mobile phone.

Show your working. (2)

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9 The photograph shows part of a prototype for a street light that is designed to be powered entirely by renewable forms of energy. It uses both a small wind turbine and a solar panel.

(Source: © Azzzim/Shutterstock)

Assess how successful the system, as shown in the photograph, would be at running the street light at a consistent level of brightness throughout the night, indicating what else might be needed to make it run effectively. Give a justification for your response.

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(b) Complete the table to show one use and one harmful effect for each type of electromagnetic wave. Some of the answers have been completed for you.

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Type of electromagnetic wave Use Harmful effect

Infrared Radiant heater Skin burns at high doses

Ultraviolet Damage to eyes

X-rays Imaging

(c) A mobile phone transmits microwaves with a frequency of 1.8 × 109 Hz. The microwaves travel in air with a speed of 3.0 × 108 m/s.

wave speed = wavelength x frequency

Calculate the wavelength of the microwaves transmitted by the mobile phone.

Show your working. (2)

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TOTAL FOr SECTION C = 18 mArkSTOTAL FOr PAPEr = 54 mArkS

General Marking Guidance

• All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the first candidate in exactly the same way as they mark the last.

• Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than penalised for omissions.

• Examiners should mark according to the mark scheme not according to their perception of where the grade boundaries may lie.

• There is no ceiling on achievement. All marks on the mark scheme should be used appropriately.

• All the marks on the mark scheme are designed to be awarded. Examiners should always award full marks if deserved, i.e. if the answer matches the mark scheme. Examiners should also be prepared to award zero marks if the candidate’s response is not worthy of credit according to the mark scheme.

• Where some judgement is required, mark schemes will provide the principles by which marks will be awarded and exemplification may be limited.

• When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, the team leader must be consulted.

• Crossed out work should be marked UNLESS the candidate has replaced it with an alternative response.



18

*W43689A01818*

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TOTAL FOr SECTION C = 18 mArkSTOTAL FOr PAPEr = 54 mArkS

General Marking Guidance










24

Item Expected answers Additional guidance Marks

2 (a) D 1

2 (b) correct gametes (1)

correct offspring (1)

B b

B BB Bb

b Bb bb

Accept bB instead of Bb 2

2 (c) An explanation linking:

• pedigree analysis will determine the likelihood that their offspring could inherit the CF allele (1)

with either of the following:

• if heterozygous there is a 50% chance (that the CF allele) will be passed on/if 2 heterozygous parents 25% chance the offspring will have CF (1)

• if either parent is homozygous dominant there is 0% chance that their offspring could have the disease (1)

2

Total mark 5

SECTION A: BIOLOGY


1 (a) (i) Photosynthesis (1) 1

1 (a) (ii) It contains genetic information (1) which controls the activities of the cell (1)

2

1 (b) (i) Transpiration (1) 1

1 (b) (ii) Any one of the following:

Loss of water vapour from the leaf (1) causes water to travel through the xylem (1)

Water enters into the plant through root hairs by osmosis (1) due to root pressure (1)

2

Total mark 6




2 (a) D 1

2 (b) correct gametes (1)

correct offspring (1)

B b

B BB Bb

b Bb bb

Accept bB instead of Bb 2

2 (c) An explanation linking:

• pedigree analysis will determine the likelihood that their offspring could inherit the CF allele (1)

with either of the following:

• if heterozygous there is a 50% chance (that the CF allele) will be passed on/if 2 heterozygous parents 25% chance the offspring will have CF (1)

• if either parent is homozygous dominant there is 0% chance that their offspring could have the disease (1)

2

Total mark 5


26

SECTION B: CHEMISTRY


4 (a) 5 1

4 (b) An electron has a much smaller mass than a proton.

1

4 (c) (20 x 10) + (80 x 11)/100 (1)

= 10.8 (1)

(200 + 80)/100 (1) or1080/100 (1)

2

4 (d) 2 or 8 but not 3 for 1 mark

2, 8, 3 for 2 marks

2

Total mark 6


5 (a) Any one of the following:

It is on the right hand side of the periodic table (1)

It is an inert gas/rare gas/noble gas (1)

1

5 (b) Any two of the following:

They have similar reactions to each other (1)

They have similar properties to each other (1)

They all have 1 electron in their outer shell (1)

Do not accept ‘they are all alkali metals’

2

Total mark 3


3 (a) Motor neurone Accept motor 1

3 (b) Sweat excreted by sweat glands (1) removes heat by evaporation of the sweat from the skin (1)

Hair lies flat (1) so there is less insulation/less air trapped so heat escapes (1)

Vasodilation/widening of blood vessels (1) as more blood is closer to skin surface so more heat escapes (1)

Award one mark for identification of each way her body responds.

Award one mark for each linked explanation.

6

Total mark 7



SECTION B: CHEMISTRY


4 (a) 5 1

4 (b) An electron has a much smaller mass than a proton.

1

4 (c) (20 x 10) + (80 x 11)/100 (1)

= 10.8 (1)

(200 + 80)/100 (1) or1080/100 (1)

2

4 (d) 2 or 8 but not 3 for 1 mark

2, 8, 3 for 2 marks

2

Total mark 6


5 (a) Any one of the following:

It is on the right hand side of the periodic table (1)

It is an inert gas/rare gas/noble gas (1)

1


They have similar reactions to each other (1)

They have similar properties to each other (1)

They all have 1 electron in their outer shell (1)

Do not accept ‘they are all alkali metals’

2

Total mark 3


28

SECTION C: PHYSICS


7 (a) (0.6/20) X 100 (1)

3 (%) (1)

2

7 (b) An explanation linking the following

LED cluster lamp uses less power and lasts longer (1) which offsets higher price (1)

And including a calculation:

(175/2500)/(620/50000) (1)

= 5.65 times more cost effective (1)

0.07/0.0124 (1)

4

Total mark 6


8 (a) (i) A line from the mid-point of one trough/peak to the mid-point of the next (1)

1

8 (a) (ii) A line from the mid-point of the wave to either a trough or a peak (1)

1

8 (b) Ultraviolet use: fluorescent lamps/detecting forged bank notes/disinfecting water (1)

X-ray harmful effect: mutation/damage to cells (1)

Accept any other correct answers

2

8 (c)

frequencyspeedwave

wavelength = (1)

0.17(m) (1)

Allow 1.7 x 10-1, 0.166666 2

Total mark 6


6 (a) Test – (bubble through) limewater (1)

Result – (limewater turns) cloudy/milky (1)

Allow first mark if second is incorrect

Do not allow second mark if first is not correct

2

6 (b) Calcium chloride Accept correct formulae

CaCl2

1

6 (c) An explanation linking the following:

Calcium carbonate doesn’t dissolve in water (1) so adding excess calcium carbonate is not harmful (1)

You could add excess sodium hydroxide (1) then the stomach becomes alkaline/too damaging (1)

4

6 (d) Correct formulae in equation (1)

Balancing of equation 2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O (1)

Ignore state symbols

Accept multiples/fractions

2

Total mark 9



SECTION C: PHYSICS


7 (a) (0.6/20) X 100 (1)

3 (%) (1)

2

7 (b) An explanation linking the following

LED cluster lamp uses less power and lasts longer (1) which offsets higher price (1)

And including a calculation:

(175/2500)/(620/50000) (1)

= 5.65 times more cost effective (1)

0.07/0.0124 (1)

4

Total mark 6


8 (a) (i) A line from the mid-point of one trough/peak to the mid-point of the next (1)

1

8 (a) (ii) A line from the mid-point of the wave to either a trough or a peak (1)

1

8 (b) Ultraviolet use: fluorescent lamps/detecting forged bank notes/disinfecting water (1)

X-ray harmful effect: mutation/damage to cells (1)

Accept any other correct answers

2

8 (c)

frequencyspeedwave

wavelength = (1)

0.17(m) (1)

Allow 1.7 x 10-1, 0.166666 2

Total mark 6


30

Unit 8: Scientific Skills - sample assessment test and mark scheme




Item Indicative content Marks

9 • Wind and solar energy can be transformed into electrical energy.

• Electrical energy cannot be stored by solar panels or turbines.

• A rechargeable battery is required for a consistent supply of electrical energy.

• Solar/wind to electrical to potential energy to electricity is not efficient.

• A controller is needed to switch the street light on and off when required, so that energy is not wasted.

• In sustained periods of overcast and low/very high wind conditions, not enough electrical energy would be generated to last a whole night.

• A back-up mains supply may still be needed under certain conditions.

Answers should use appropriate scientific terminology.

Answers should be given in terms of electrical energy rather than electricity.

Do not accept answers related to costs, aesthetics or maintenance.

6

Level 0 No rewardable material

1 1-2 • A few key points identified, or one point described in some detail. The answer is likely to be in the form of a list. Points made will be superficial/generic and not applied/directly linked to the situation in the question. If a view on the effectiveness of the system is given it will not be justified.

2 3-4 • Some points described, or a few key points explained. The answer is unbalanced. Most points made will be relevant to the situation in the question, but the link will not always be clear. A view on the effectiveness of the system is given, but only partially or not clearly justified.

3 5-6 • A detailed explanation is given as to how the system works. The majority of points made will be relevant and there will be a clear link to the situation in the question. A view on the effectiveness of the system is given and fully justified.

Total mark 6



Unit 8: Scientific Skills - sample assessment test and mark scheme





32



Total Marks

Paper Reference

Turn over

You will need a calculator and a ruler.

Instructions



Information



Advice


*W43688A0116*

1047/4E


2/

Sample Assessment MaterialTime: 1 hour 15 minutes

Edexcel BTEC Level 1/Level 2 First Award in Application of ScienceEdexcel BTEC Level 1/Level 2 First Extended Certificate in Applied ScienceUnit 8: Scientific Skills






Total Marks

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343


(c) UV radiation can be dangerous.

(i) Describe the damage that can occur when your skin is exposed to UV radiation.

(1)

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(ii) Give one precaution you would need to take when carrying out this experiment to minimise this risk.

(1)

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2

*W43688A0216*

Answer ALL the questions.

The ultraviolet (UV) radiation in sunlight can damage the skin. To help protect the skin, scientists have developed suncreams. Scientists test these products to find out how well they work.

The effectiveness of a suncream can be measured by its sun protection factor (SPF) value. The higher the value, the more effective the suncream.

UV-sensitive beads are used to test the effectiveness of suncreams. These beads are normally white. When they are exposed to UV radiation in sunlight they change colour. This is because they contain a chemical indicator that detects UV radiation.

More beads will change colour when exposed to more UV light.

Beads that have not beenexposed to UV in sunlight

Beads that have beenexposed to UV in sunlight

white beads some of these beads have changed colour

1 Sunil and Sophie are going to carry out an investigation.

They are going to use UV-sensitive beads to test different samples of a brand of suncream. Each sample has a different SPF value.

This will allow Sunil and Sophie to find out which SPF value suncream is the most effective at blocking UV radiation from sunlight.

(a) What is the independent variable in their investigation?(1)

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(b) Give two variables that need to be controlled to make the investigation a fair test.(2)

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

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



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(c) UV radiation can be dangerous.

(i) Describe the damage that can occur when your skin is exposed to UV radiation.

(1)

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(ii) Give one precaution you would need to take when carrying out this experiment to minimise this risk.

(1)

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*W43688A0216*

Answer ALL the questions.

The ultraviolet (UV) radiation in sunlight can damage the skin. To help protect the skin, scientists have developed suncreams. Scientists test these products to find out how well they work.

The effectiveness of a suncream can be measured by its sun protection factor (SPF) value. The higher the value, the more effective the suncream.

UV-sensitive beads are used to test the effectiveness of suncreams. These beads are normally white. When they are exposed to UV radiation in sunlight they change colour. This is because they contain a chemical indicator that detects UV radiation.

More beads will change colour when exposed to more UV light.

Beads that have not beenexposed to UV in sunlight

Beads that have beenexposed to UV in sunlight

white beads some of these beads have changed colour

1 Sunil and Sophie are going to carry out an investigation.

They are going to use UV-sensitive beads to test different samples of a brand of suncream. Each sample has a different SPF value.

This will allow Sunil and Sophie to find out which SPF value suncream is the most effective at blocking UV radiation from sunlight.

(a) What is the independent variable in their investigation?(1)

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(b) Give two variables that need to be controlled to make the investigation a fair test.(2)

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(b) Write a plan for this investigation. (6)

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2 In another investigation you could find out how the amount of suncream used affects the colour change of the UV-sensitive beads.

(a) Write a hypothesis for how the amount of suncream used affects the colour change of the UV-sensitive beads.

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(b) Write a plan for this investigation. (6)

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*W43688A0416*

2 In another investigation you could find out how the amount of suncream used affects the colour change of the UV-sensitive beads.

(a) Write a hypothesis for how the amount of suncream used affects the colour change of the UV-sensitive beads.

(2)

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387


Peter’s heart rate was also measured during the training session.

Both sets of results are shown in the table.

Time in minutes 0 10 20 30 40 50 60

Sarah’s heart rate in beats per minute 59 71 83 96 109 114 114

Peter’s heart rate in beats per minute 78 100 118 140 140 139 138

Sarah exercises regularly and Peter doesn’t exercise very often.

(d) Explain how the data shows that Sarah has a higher level of fitness than Peter.(2)

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6

*W43688A0616*

3 Sarah’s heart rate was measured every ten minutes for one hour during a training session.

The results are shown in the table.

Time in minutes 0 10 20 30 40 50 60


(a) Calculate the percentage change in Sarah’s heart rate between 0 and 40 minutes.(2)

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(b) Plot a graph of these data.

Use the graph paper below.(6)

(c) Use your graph to estimate Sarah’s heart rate at 25 minutes.(1)

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7


Peter’s heart rate was also measured during the training session.

Both sets of results are shown in the table.

Time in minutes 0 10 20 30 40 50 60


Peter’s heart rate in beats per minute 78 100 118 140 140 139 138

Sarah exercises regularly and Peter doesn’t exercise very often.

(d) Explain how the data shows that Sarah has a higher level of fitness than Peter.(2)

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6

*W43688A0616*

3 Sarah’s heart rate was measured every ten minutes for one hour during a training session.

The results are shown in the table.

Time in minutes 0 10 20 30 40 50 60


(a) Calculate the percentage change in Sarah’s heart rate between 0 and 40 minutes.(2)

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(b) Plot a graph of these data.

Use the graph paper below.(6)

(c) Use your graph to estimate Sarah’s heart rate at 25 minutes.(1)

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409


Here are Joe’s results.

Food type Weight (g)Temperature change (°C)

Mean1 2 3

A 4.0 30.5 32.0 31.5

B 2.0 21.3 20.7 20.0

C 2.6 15.9 19.1 20.3

(a) Calculate an appropriate mean result for each food, to three significant figures.

Write your results in the mean column of the table.(2)

(b) Explain which food type (A, B or C) gives out the most energy when burned.(3)

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8

*W43688A0816*

4 Joe investigated the amount of energy present in foods.

He burned samples of three different types of food (A, B and C).

His method was:

• place25cm3 of water into a boiling tube and record the temperature

• weighasampleoffoodandsetlighttoitwithaBunsenburner

• placetheburningfoodsampleundertheboilingtube

• stirthewaterbeforemeasuringthefinaltemperature

• repeattheexperimentforeachfood(A,BandC),withfreshwaterandacleanboiling tube.



9


Here are Joe’s results.

Food type Weight (g)Temperature change (°C)

Mean1 2 3

A 4.0 30.5 32.0 31.5

B 2.0 21.3 20.7 20.0

C 2.6 15.9 19.1 20.3

(a) Calculate an appropriate mean result for each food, to three significant figures.

Write your results in the mean column of the table.(2)

(b) Explain which food type (A, B or C) gives out the most energy when burned.(3)

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8

*W43688A0816*

4 Joe investigated the amount of energy present in foods.

He burned samples of three different types of food (A, B and C).

His method was:

• place25cm3 of water into a boiling tube and record the temperature

• weighasampleoffoodandsetlighttoitwithaBunsenburner

• placetheburningfoodsampleundertheboilingtube

• stirthewaterbeforemeasuringthefinaltemperature

• repeattheexperimentforeachfood(A,BandC),withfreshwaterandacleanboiling tube.


4211


(b) Here is a graph of Anna’s results.

0

5

10

15

20

25

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Mass of Zinc (g)

Tem

pera

ture

rise

(°C)

(i) Anna realised the reading for 0.3 g of zinc was anomalous.

One possible error could have been caused by reading the equipment incorrectly.

Give two other possible errors that Anna could have made in her experiment to produce this anomalous result.

(2)

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(ii) Describe the trend shown by the graph.(2)

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*W43688A01016*

5 Many chemical reactions give out heat energy.

Anna wanted to find a chemical reaction that released enough heat energy to be used in a hand warmer.

Anna started by investigating the temperature change in the reaction between zinc and copper sulfate.

She put some copper sulfate solution into a beaker and recorded its temperature.

She added 0.1 g of zinc powder to the copper sulfate solution and stirred the mixture.

She then recorded the maximum temperature the mixture reached.

Anna repeated the experiment using different masses of zinc powder.

Here are her results.

Mass of zinc powder (g) Temperature rise (°C)

0.0 0

0.1 5

0.2 9

0.3 11

0.4 19

0.5 23

(a) Anna measured the temperature rise for each mass of zinc once.

Explain one reason why Anna should repeat the experiment.(2)

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11


(b) Here is a graph of Anna’s results.

0

5

10

15

20

25

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Mass of Zinc (g)

Tem

pera

ture

rise

(°C)

(i) Anna realised the reading for 0.3 g of zinc was anomalous.

One possible error could have been caused by reading the equipment incorrectly.

Give two other possible errors that Anna could have made in her experiment to produce this anomalous result.

(2)

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

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(ii) Describe the trend shown by the graph.(2)

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10

*W43688A01016*

5 Many chemical reactions give out heat energy.

Anna wanted to find a chemical reaction that released enough heat energy to be used in a hand warmer.

Anna started by investigating the temperature change in the reaction between zinc and copper sulfate.

She put some copper sulfate solution into a beaker and recorded its temperature.

She added 0.1 g of zinc powder to the copper sulfate solution and stirred the mixture.

She then recorded the maximum temperature the mixture reached.

Anna repeated the experiment using different masses of zinc powder.

Here are her results.

Mass of zinc powder (g) Temperature rise (°C)

0.0 0

0.1 5

0.2 9

0.3 11

0.4 19

0.5 23

(a) Anna measured the temperature rise for each mass of zinc once.

Explain one reason why Anna should repeat the experiment.(2)

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4413


(c) To be used in a hand warmer, this reaction would need to produce a temperature rise above 30 °C.

Anna could change her investigation of the reaction between zinc with copper sulfate to produce a temperature rise above 30 °C.

Explain two ways she could do this.(4)

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12

*W43688A01216*

6 Anna’s plan is not detailed enough to allow other students to carry out the same investigation.

(a) Give two pieces of information you would need to know if you were going to repeat the same investigation.

(2)

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

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(b) Anna researched the experiment on the internet and discovered that her temperature rise values were lower than expected.

(i) Give one reason why Anna’s results were lower than expected.(1)

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(ii) Suggest an improvement to the equipment used that would enable Anna to collect more accurate results.

(1)

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13


(c) To be used in a hand warmer, this reaction would need to produce a temperature rise above 30 °C.

Anna could change her investigation of the reaction between zinc with copper sulfate to produce a temperature rise above 30 °C.

Explain two ways she could do this.(4)

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12

*W43688A01216*

6 Anna’s plan is not detailed enough to allow other students to carry out the same investigation.

(a) Give two pieces of information you would need to know if you were going to repeat the same investigation.

(2)

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(b) Anna researched the experiment on the internet and discovered that her temperature rise values were lower than expected.

(i) Give one reason why Anna’s results were lower than expected.(1)

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(ii) Suggest an improvement to the equipment used that would enable Anna to collect more accurate results.

(1)

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4615

*W43688A01516*

(b) From the results of her investigation, Anna has concluded that the reaction between magnesium and copper sulfate could be used in a hand warmer.

Two factors that Anna needs to consider are:

• costandavailabilityofthematerialsusedtomakethehandwarmer

• safety.

Explain two other factors that Anna needs to consider before making her decision.

(4)

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TOTAL FOR PAPER = 50 MARkS

14

*W43688A01416*

7 Anna repeated her investigation using magnesium powder instead of zinc powder.

Here is a graph of her results.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Mass of metal (g)

Magnesium

Zinc

Tem

pera

ture

rise

(°C)

(a) Compare the results for the two reactions that Anna investigated.(3)

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15

*W43688A01516*

(b) From the results of her investigation, Anna has concluded that the reaction between magnesium and copper sulfate could be used in a hand warmer.

Two factors that Anna needs to consider are:

• costandavailabilityofthematerialsusedtomakethehandwarmer

• safety.

Explain two other factors that Anna needs to consider before making her decision.

(4)

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TOTAL FOR PAPER = 50 MARkS

14

*W43688A01416*

7 Anna repeated her investigation using magnesium powder instead of zinc powder.

Here is a graph of her results.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Mass of metal (g)

Magnesium

Zinc

Tem

pera

ture

rise

(°C)

(a) Compare the results for the two reactions that Anna investigated.(3)

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48

General marking guidance









16

*W43688A01616*

BLAnk PAgE



General marking guidance









16

*W43688A01616*

BLAnk PAgE


50


2 (a) The larger the amount/volume of suncream used the less the beads change colour (1)

If you double the thickness of the suncream half as many beads will change colour (1)

Any hypothesis must refer to:

general relationship (1)

quantitative relationship (1).

2

Indicative content

2 (b) • Equipment.

• Change volume/thickness/amount of suncream.

• Keep the same type/SPF factor of suncream/keep same distance from light source.

• How many beads change colour in a specific time.

• Use 3 or more volumes/thickness/amounts of suncream.

• Tests the hypothesis.

6


1 1-2 Chooses some equipment. Identifies one appropriate variable to control. Some measurements chosen.

2 3-4 Chooses most relevant equipment. Identifies some relevant variables to control. Method is ordered logically. Suitable range of measurements chosen.

3 5-6 Equipment choices are fully relevant to method. Identifies a range of variables appropriate to control. Method is ordered logically to produce results of a suitable range and explains how it would test the hypothesis.

Total mark 8


1 (a) Suncream SPF Suncream only is not awarded any marks

1


• light intensity/distance from light source (1)

• number of beads/depth of beads (1)

• time of exposure (1)

• amount of suncream (1)

Accept use the same container for the beads each time/same area of exposure.

2

1 (c) (i) Any one of the following:

• Damage to the skin/cells (1)

• Sunburn from low level doses (1)

• Cancer/melanoma from high level/ongoing doses (1)

1

1 (c) (ii) Any one of the following:

• Don’t let your skin be directly exposed to the UV radiation (1)

• Protect your eyes from exposure to UV radiation (1)

1

Total mark 5




2 (a) The larger the amount/volume of suncream used the less the beads change colour (1)

If you double the thickness of the suncream half as many beads will change colour (1)

Any hypothesis must refer to:

general relationship (1)

quantitative relationship (1).

2

Indicative content

2 (b) • Equipment.

• Change volume/thickness/amount of suncream.

• Keep the same type/SPF factor of suncream/keep same distance from light source.

• How many beads change colour in a specific time.

• Use 3 or more volumes/thickness/amounts of suncream.

• Tests the hypothesis.

6


1 1-2 Chooses some equipment. Identifies one appropriate variable to control. Some measurements chosen.

2 3-4 Chooses most relevant equipment. Identifies some relevant variables to control. Method is ordered logically. Suitable range of measurements chosen.

3 5-6 Equipment choices are fully relevant to method. Identifies a range of variables appropriate to control. Method is ordered logically to produce results of a suitable range and explains how it would test the hypothesis.

Total mark 8


52


4 (a) Ignoring anomalous result of 15.9 °C for food C (1)

Calculating mean result to three significant figures for all three foods (1)

Food A = 31.3 °C

Food B = 20.7 °C

Food C = 19.7 °C

1 mark for correct mean results, but failure to exclude 15.9 °C.

No marks awarded for mean results if not all to three significant figures.

2 marks if all correct mean results given.

2

4 (b) An explanation linking the following:

• a change in the water temperature indicates how much energy has been given out as the same amount of water is being heated (1)

• need to work out the temperature change per g/per specified weight of food (1)

• confirming the answer is food B with an accurate calculation (1)

Accept didn’t use the same weight of food (1).

E.g. 10.4 °C per g of food.

3

Total mark 5

SECTION B: PROCESSING


3 (a) (50/59) x 100 (1)

84.74 or 84.7 or 85 (2)

Correct answer of 84.74 or 84.7 or 85 will gain full marks.

2

3 (b) Axes

Correct axes, labels, units (1)

Scale appropriate (1)

Plotting

4 points plotted correctly (1)

All 7 points plotted correctly (2)

Line

Straight line (until 40 minutes) (1)

Curve/plateau (after 40 minutes) (1)

Straight line of best fit for all data is not awarded any marks.

6

3 (c) 91 (1) Accept 90 or 92.

Accept follow through from candidate’s own graph.

1

3 (d) Sarah has a lower initial heart rate than Peter (1)

Sarah’s heart rate increases more slowly than Peter’s (1)

2

Total mark 11




4 (a) Ignoring anomalous result of 15.9 °C for food C (1)

Calculating mean result to three significant figures for all three foods (1)

Food A = 31.3 °C

Food B = 20.7 °C

Food C = 19.7 °C

1 mark for correct mean results, but failure to exclude 15.9 °C.

No marks awarded for mean results if not all to three significant figures.

2 marks if all correct mean results given.

2


• a change in the water temperature indicates how much energy has been given out as the same amount of water is being heated (1)

• need to work out the temperature change per g/per specified weight of food (1)

• confirming the answer is food B with an accurate calculation (1)

Accept didn’t use the same weight of food (1).

E.g. 10.4 °C per g of food.

3

Total mark 5


54


6 (a) Concentration of copper sulfate solution (1)

Volume of copper sulfate solution (1)

Accept concentration of solution.

Accept volume of solution.

2

6 (b) (i) Heat is lost from the beaker (1) 1

6 (b) (ii) Any one from the following:

• use a polystyrene cup/insulated beaker (1)

• put a lid on the beaker/apparatus (1)

1

6 (c) An explanation linking any two of the following:

• use a larger mass of metal (1) as more metal reacting released more energy (as heat) (1)

• use more concentrated copper sulfate solution (1) as there will be more copper sulfate particles to react with the metal so will release more energy (as heat) (1)

4

Total mark 8


5 (a) Enables anomalous results to be identified (1) so that they can be ignored or repeated (1)

Accept to explore the reliability of the data (1)

2

5 (b) (i) Any two from the following:

• not stirred properly (1)

• loss of material during transfer e.g. spilt some zinc (1)

• Anna didn’t measure the temperature at the maximum temperature rise, e.g. too soon or too late (1)

2

5 (b) (ii) 1 mark for a simple relationship

2 marks for a correct quantitative relationship

For example:

As the mass of the zinc increases the temperature rise increases (1).

As the mass of the zinc doubles the temperature rise doubles/they are directly proportional (2).

2

Total mark 6




6 (a) Concentration of copper sulfate solution (1)

Volume of copper sulfate solution (1)

Accept concentration of solution.

Accept volume of solution.

2

6 (b) (i) Heat is lost from the beaker (1) 1

6 (b) (ii) Any one from the following:

• use a polystyrene cup/insulated beaker (1)

• put a lid on the beaker/apparatus (1)

1

6 (c) An explanation linking any two of the following:

• use a larger mass of metal (1) as more metal reacting released more energy (as heat) (1)

• use more concentrated copper sulfate solution (1) as there will be more copper sulfate particles to react with the metal so will release more energy (as heat) (1)

4

Total mark 8


56


7 (a) All three of the following:

• magnesium produces a higher temperature rise than zinc/the results for magnesium are always higher/the gradient or slope of the graph is steeper for magnesium (1)

• both show a directly proportional/positive correlation increase in temperature (1)

• the temperature rise for a given mass of magnesium is greater than for the same mass of zinc (1)

Answer can be explained numerically.

3


• reversibility (1) as the hand warmer can currently only be used once (1)

• speed of reaction (1) as it might not stay warm long enough/get hot too quickly (1)

• convenience (1) because the liquid in the hand warmer might leak out (1)

4

Total mark 7

Introduction










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