MSHS 2024 Prelim P1 + Ans

C l a s s / I n d e x N u m b e r / C e n t r e N u m b e r / ‘ O ’ L e v e l I n d e x N u m b e r / N a m e M A R I S S T E L L A H I G H S C H O O L P R E L I M I N A R Y E X A M I N A T I O N S E C O N D A R Y F O U R P H Y S I C S 6 0 9 1 / 0 1 P a p e r 1 M u l t i p l e C h o i c e 2 8 A u g u s t 2 0 2 4 1 h o u r A d d i t i o n a l M a t e r i a l s : O p t i c a l T e s t A n s w e r S h e e t ( O T A S ) – 1 s h e e t R E A D T H E S E I N S T R U C T I O N S F I R S T W r i t e i n s o f t p e n c i l . D o n o t u s e s t a p l e s , p a p e r c l i p s , g l u e o r c o r r e c t i o n f l u i d . W r i t e y o u r c l a s s , i n d e x n u m b e r , C e n t r e n u m b e r , O l e v e l i n d e x n u m b e r a n d n a m e i n t h e s p a c e s a t t h e t o p o f t h i s p a g e . T h e r e a r e f o r t y q u e s t i o n s o n t h i s p a p e r . A n s w e r a l l q u e s t i o n s . F o r e a c h q u e s t i o n , t h e r e a r e f o u r p o s s i b l e a n s w e r s A , B , C a n d D . C h o o s e t h e o n e y o u c o n s i d e r c o r r e c t a n d r e c o r d y o u r a n s w e r i n s o f t p e n c i l o n t h e s e p a r a t e A n s w e r S h e e t . R e a d t h e i n s t r u c t i o n s o n t h e A n s w e r S h e e t v e r y c a r e f u l l y . E a c h c o r r e c t a n s w e r w i l l s c o r e o n e m a r k . A m a r k w i l l n o t b e d e d u c t e d f o r a w r o n g a n s w e r . A n y r o u g h w o r k i n g s h o u l d b e d o n e i n t h i s q u e s t i o n b o o k l e t . T h e u s e o f a n a p p r o v e d s c i e n t i f i c c a l c u l a t o r i s e x p e c t e d , w h e r e a p p r o p r i a t e . T h e t o t a l n u m b e r o f m a r k s f o r t h i s p a p e r i s 4 0 . A t t h e e n d o f t h e e x a m i n a t i o n , h a n d i n t h e f o l l o w i n g s e p a r a t e l y : ( 1 ) O p t i c a l T e s t A n s w e r S h e e t ( O T A S ) ( 2 ) Q u e s t i o n P a p e r T h i s d o c u m e n t c o n s i s t s o f 1 7 p r i n t e d p a g e s .

2 1 A s t u d e n t s t u d i e s s o m e e q u a t i o n s f o r h i s P h y s i c s E x a m i n a t i o n . p o w e r = w o r k d o n e / t i m e f o r c e = m a s s x a c c e l e r a t i o n v e l o c i t y = d i s p l a c e m e n t / t i m e H o w m a n y d i f f e r e n t s c a l a r q u a n t i t i e s a r e t h e r e i n a l l t h e e q u a t i o n s ? A 2 B 3 C 4 D 5 2 W h i c h o f t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n s i s c o r r e c t ? A 4 3 N / m m 2 = 4 . 3 x 1 0 - 2 N / m 2 B 6 3 H z = 6 . 3 x 1 0 9 G H z C 8 5 µ m = 8 . 5 x 1 0 3 m D 1 2 3 n A = 1 . 2 3 x 1 0 - 7 A 3 A r e s u l t a n t f o r c e a c t s o n a n o b j e c t a n d c a u s e s i t t o m o v e i n a s t r a i g h t l i n e . T h e g r a p h s h o w s h o w t h e r e s u l t a n t f o r c e v a r i e s w i t h t i m e . W h i c h g r a p h i s t h e s p e e d - t i m e g r a p h f o r t h e o b j e c t ? A B C D

3 4 B l o c k A a n d b l o c k B a r e c o n n e c t e d b y a l i g h t i n e x t e n s i b l e s t r i n g . A f o r c e o f 1 2 N a c t s o n b l o c k A a s s h o w n . G i v e n t h a t t h e f l o o r i s s m o o t h , w h a t i s t h e t e n s i o n i n t h e s t r i n g c o n n e c t i n g b l o c k A a n d b l o c k B ? A 2 . 0 N B 4 . 0 N C 8 . 0 N D 1 2 N 5 W h i c h o f t h e f o l l o w i n g i s n o t a n e x a m p l e o f a n a c t i o n - r e a c t i o n p a i r b a s e d o n N e w t o n ’ s l a w s o f m o t i o n ? A A s t u d e n t p u l l i n g a b a g f o r w a r d , t h e b a g p u l l i n g t h e s t u d e n t b a c k w a r d s . B W e i g h t o f a b o o k r e s t i n g o n t h e t a b l e , a n d t h e n o r m a l c o n t a c t f o r c e t h e t a b l e e x e r t s o n t h e b o o k . C D r i v i n g w h e e l o f a b i c y c l e e x e r t i n g f r i c t i o n o n t h e r o a d , a n d t h e r o a d e x e r t i n g f r i c t i o n o n t h e w h e e l . D E a r t h p u l l i n g a s k y d i v e r w i t h g r a v i t a t i o n a l f o r c e , a n d s k y d i v e r p u l l i n g E a r t h w i t h a g r a v i t a t i o n a l f o r c e . 6 T h e w e i g h t o f a r o c k o n V e n u s i s l e s s t h a n i t s w e i g h t o n E a r t h . H o w d o t h e m a s s o f t h e r o c k a n d g r a v i t a t i o n a l f i e l d s t r e n g t h o n V e n u s c o m p a r e w i t h t h e i r r e s p e c t i v e v a l u e s o n E a r t h ? m a s s o f r o c k g r a v i t a t i o n a l f i e l d s t r e n g t h A s m a l l e r s m a l l e r B s m a l l e r z e r o C s a m e s m a l l e r D s a m e s a m e f l o o r 1 2 N A 2 . 0 k g B 4 . 0 k g

4 7 A 4 . 0 m l o n g u n i f o r m p l a n k w e i g h i n g 5 0 N b a l a n c e s o n t w o p i v o t s P a n d Q w h e n a l o a d o f 4 0 N i s p l a c e d a t o n e e n d . W h a t a r e t h e n o r m a l c o n t a c t f o r c e s a t p o i n t s P a n d Q ? n o r m a l c o n t a c t f o r c e a t P n o r m a l c o n t a c t f o r c e a t Q A 3 8 7 B 2 0 7 0 C 4 5 4 5 D 6 7 2 3 8 A n o n - u n i f o r m o b j e c t i s p l a c e d o n a n i n c l i n e d p l a n e . T h e o b j e c t i s j u s t a b o u t t o t o p p l e . W h i c h p o s i t i o n i s m o s t l i k e l y t o b e i t s c e n t r e o f g r a v i t y ? 9 W h i c h o f t h e f o l l o w i n g w o u l d m o s t l i k e l y s i n k i n t o s o f t m u d ? A a l o a d e d t r u c k w i t h s i x w h e e l s B a l o a d e d t r u c k w i t h f o u r w h e e l s C a n e m p t y t r u c k w i t h s i x w h e e l s D a n e m p t y t r u c k w i t h f o u r w h e e l s B A C D n o n - u n i f o r m o b j e c t i n c l i n e d p l a n e 3 . 0 m 1 . 0 m

5 1 0 T h e d i a g r a m s h o w s a c y l i n d e r f i t t e d w i t h t w o p i s t o n s X a n d Y o f d i a m e t e r s 5 . 0 c m a n d 1 0 . 0 c m r e s p e c t i v e l y . T h e p i s t o n X i s p u s h e d b y a f o r c e o f 1 2 N . W h a t i s t h e f o r c e e x e r t e d o n p i s t o n Y ? A 3 . 0 N B 6 . 0 N C 2 4 N D 4 8 N 1 1 T h e d i a g r a m b e l o w s h o w s a m a n o m e t e r . W h a t i s t h e p r e s s u r e o f t h e e n c l o s e d a i r i n t h e m a n o m e t e r ? A 8 0 m m H g B 1 2 0 m m H g C 2 0 0 m m H g D 5 5 0 m m H g m e r c u r y

6 1 2 A c a r o f m a s s 5 0 0 k g i s a t r e s t a t p o i n t X o n a s l o p e , a s s h o w n . T h e c a r ’ s b r a k e s a r e r e l e a s e d a n d t h e c a r r o l l s d o w n t h e s l o p e w i t h i t s e n g i n e s w i t c h e d o f f . A t p o i n t Y , t h e c a r h a s m o v e d t h r o u g h a v e r t i c a l h e i g h t o f 3 0 m a n d h a s a s p e e d o f 1 1 m / s . W h a t i s t h e e n e r g y d i s s i p a t e d b y f r i c t i o n a l f o r c e s w h e n t h e c a r m o v e s f r o m X t o Y ? A 3 . 0 × 1 0 4 J B 1 . 2 × 1 0 5 J C 1 . 5 × 1 0 5 J D 1 . 8 ×