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Candidate surname Other names

Centre Number Candidate Number

Pearson Edexcel International Advanced Level

Wednesday 22 January 2025
Morning (Time: 1 hour 20 minutes) Paper
reference WPH13/01
Physics
 

International Advanced Subsidiary/Advanced Level

UNIT 3: Practical Skills in Physics I

You must have: Total Marks

Scientific calculator, ruler

Instructions
•• Use black ink or ball-point pen.
If pencil is used for diagrams/sketches/graphs it must be dark (HB or B).
• 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 your working out in calculations and include units where appropriate.
Information
•• The total mark for this paper is 50.
The marks for each question are shown in brackets
– use this as a guide as to how much time to spend on each question.
• The list of data, formulae and relationships is printed at the end of this booklet.
Advice
•• Read each question carefully before you start to answer it.
Try to answer every question.
• Check your answers if you have time at the end.
Turn over

P78477A
©2025 Pearson Education Ltd.
H:1/1/1/1/
*P78477A0116*
 Answer ALL questions.
1 A student investigated how the acceleration of a toy car on a ramp depends on the

DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
angle θ of the ramp.
She placed a light gate connected to a data logger near the bottom of the ramp,
as shown.

toy car

light gate

connection to
data logger
ramp
θ

As the toy car passed through the light gate, the longest part of the toy car interrupted
the light beam.
The data logger recorded the time t taken for the toy car to pass through the light gate.
(a) The student measured the length l of the toy car using digital calipers.

Determine the percentage uncertainty in the measurement of l.

(2)

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Percentage uncertainty in l = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2
*P78477A0216* 
 (b) The student adjusted the ramp so that θ = 20°. She released the toy car from the top
of the ramp and recorded t from the data logger.
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA

She repeated this several times, as shown in the table.

t / ms 44.7 44.6 44.9 45.2 44.5

(i) Determine the mean value of t.

(2)

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Mean value of t = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Determine the percentage uncertainty in the mean value of t.

(2)

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Percentage uncertainty in mean value of t = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) Describe a method the student could use to determine the acceleration a of the
toy car.
(3)

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(Total for Question 1 = 9 marks)

3
 *P78477A0316* Turn over
2 Concrete is often used to make supporting beams in buildings.
Strands of a material can be added to the concrete mix to produce

DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
fibre‑reinforced concrete.
A student had some small beams made of fibre-reinforced concrete.
Each beam was the same size.
He placed a beam across two supports, as shown.

concrete beam

supports

(a) (i) Describe a method the student could use to determine an accurate value for the
maximum force a beam can support.
You should include the use of any additional apparatus needed.
(4)

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4
*P78477A0416* 
 (ii) Identify a health and safety issue with your method and how the issue may be
dealt with.
(2)
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA

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(b) The student repeated the experiment using beams that contained different masses of
reinforcing fibres. The student’s results are shown in the table.

Mass of fibre / g Maximum force / N

0 8.3

2 10

4 11.3

5 12.75

(i) Criticise the recording of these results.

(2)

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(ii) The student concluded that the increase in maximum force was proportional to
the mass of fibre in the beam.
Explain how the student could justify his conclusion.
(2)

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(Total for Question 2 = 10 marks)

5
 *P78477A0516* Turn over
3 A student investigated how the change in position of the Sun in the sky affects the
power output of solar panels.

DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
She fixed a small solar panel at an angle to the horizontal. She used a lamp with an
adjustable stand to act as the Sun, as shown.
By changing the angle θ, she modelled the change in the position of the Sun in the sky.

lamp

solar panel
θ
clamp stand
connection to
power supply

One of the solar cells in the solar panel was connected into a circuit. The circuit also
contained a 10 Ω fixed resistor, an ammeter and a voltmeter, as shown below.

A
10 Ω

(a) The investigation is affected by background light.

(i) Suggest what the student should do to control the background light during
the investigation.
(1)

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

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

(ii) Suggest two other variables the student should control during this investigation.
(2)

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

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

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6
*P78477A0616* 
 (b) The student used a light meter to determine the power Pin of the light incident on the
solar cell.
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA

She determined the angle θ for each position of the lamp.

For each angle, she measured the current I and potential difference V for the
solar cell.
She calculated the output power Pout of the solar cell at each angle. She also
calculated the % efficiency of the arrangement.
Her results are shown in the table.

θ/° Pin / mW V/V I / mA Pout / mW % efficiency

35 46.1 0.539 22.36 12.1 26.2

39 46.2 0.554 22.92 12.7 27.5

44 46.1 0.562 23.38 13.1 28.4

52 46.1 0.572 23.71 13.6 29.5

61 46.1 0.569 23.69 13.5 29.3

66 46.2 0.565 23.41 13.2 28.6

72 46.2 0.551 22.95 12.6 27.3

78 46.1 0.536 22.24

(i) Calculate the missing values for Pout and % efficiency.

(4)

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

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

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

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

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

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

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

Pout = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mW

Efficiency = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %

7
 *P78477A0716* Turn over
 (ii) The student plotted a graph of % efficiency against θ.

30

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DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
29

28

% efficiency

27

26

25
30 40 50 60 70 80
θ/

Determine the maximum % efficiency of the arrangement and the corresponding

angle θmax.
(3)

Maximum efficiency = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %

θmax = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(c) Explain how the student could collect more data to increase the accuracy in her
values of maximum % efficiency and θmax.
(3)

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

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

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

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

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8
*P78477A0816* 
 (d) The student only moved the lamp vertically in her investigation. During a day, the
Sun moves vertically and horizontally across the sky.
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
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(i) State the direction in which light should be incident on the solar panel for
maximum output power.
(1)

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

(ii) The solar panels at a solar power station are mounted on motorised stands.

(Source: © Daryna Andriianova/Shutterstock)

Explain how this could increase the energy generated during a day.
(3)

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(Total for Question 3 = 17 marks)

9
 *P78477A0916* Turn over
4 A student used a source of ultrasound to create a standing wave in a narrow container
of liquid.

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DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
The standing wave created layers of increased density in the liquid.
This caused the liquid to act like a diffraction grating.
The student directed a beam of light from a laser through the container. This produced a
diffraction pattern on a screen, as shown.

Not to scale

container of liquid
layer of increased density
first-order
θ
laser beam central maximum

source of ultrasound screen

The student varied the frequency f of the ultrasound.

For each frequency, he measured the distance of the first‑order image from the
central maximum.
He then calculated the diffraction angle θ of the first-order image.
His results are shown in the table.

f / MHz θ/°

2.1 0.052

3.5 0.090

4.3 0.106

5.4 0.138

6.8 0.170

8.3 0.212

(a) (i) Complete the table with corresponding values of sin θ.

Use the additional column to record your processed data.
(2)
(ii) Plot a graph of f on the y-axis against sin θ on the x-axis on the grid opposite.
(5)

10
*P78477A01016* 
 11
Turn over
*P78477A01116*


DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
 (b) The student derived the following formula

DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
λ sin θ
f

where λ is the wavelength of the laser light and v is the speed of sound in the liquid.
Explain how a graph of f against sin θ can be used to determine v.
(2)

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(c) (i) Determine the value of v using your graph.

λ = 650 nm
(3)

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v = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12
*P78477A01216* 
 (ii) The student is told that the liquid is either petroleum, castor oil or glycerol.
The table shows the speed of sound v in these liquids.
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA DO NOT WRITE IN THIS AREA

Liquid v / m s–1

petroleum 1330

castor oil 1474

glycerol 1904

The student estimated the percentage uncertainty in the value of v, determined

from the graph, to be 5%.
Deduce which liquid was in the container.
(2)

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(Total for Question 4 = 14 marks)

TOTAL FOR PAPER = 50 MARKS

13
 *P78477A01316*
 List of data, formulae and relationships

Acceleration of free fall g = 9.81 m s–2 (close to Earth’s surface)

AREA
DO
DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA

THISAREA
DONOT
Electron charge e = –1.60 × 10–19 C

NOTWRITE

INTHIS
Electron mass me = 9.11 × 10–31 kg

WRITEIN
Electronvolt 1 eV = 1.60 × 10–19 J

WRITEIN
NOTWRITE
Gravitational field strength g = 9.81 N kg–1 (close to Earth’s surface)

INTHIS
Planck constant h = 6.63 × 10–34 J s

THISAREA

DO NOT
Speed of light in a vacuum c = 3.00 × 108 m s–1

AREA DO

AREA DO
Unit 1
Mechanics
(u + v)t
Kinematic equations of motion s=
2
v = u + at
1
s = ut + 2 at2
DO NOT WRITE IN THIS AREA

DONOT
DO NOT WRITE IN THIS AREA

THISAREA
v 2 = u2 + 2as

NOTWRITE
ΣF = ma

INTHIS
Forces

WRITEIN
F
g=

WRITEIN
m

NOTWRITE
INTHIS
W = mg

THISAREA DO
Momentum p = mv

DO NOT
AREA
Moment of force moment = Fx

AREA DO
Work and energy ΔW = FΔs
1
Ek = 2 mv 2

ΔEgrav = mgΔh
E
Power P=
t
DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA

THISAREA
DONOT

W
P=
t
NOTWRITE

INTHIS
WRITEIN

WRITEIN
NOTWRITE
INTHIS
THISAREA

DONOT
AREA

DO

14
*P78477A01416* 
 Efficiency useful energy output
efficiency =
total energy input
AREA

DO NOT WRITE IN THIS AREA

DO

DO NOT WRITE IN THIS AREA

THISAREA
DONOT

useful power output

efficiency =
NOTWRITE

total power input

INTHIS

Materials
WRITEIN

m
Density ρ=
WRITEIN

V
NOTWRITE

F = 6�ηrv
INTHIS

Stokes’ law
THISAREA

Hooke’s law ΔF = kΔx

DO NOT
AREA DO

1
Elastic strain energy ΔEel = FΔx
AREA DO

2
σ
Young modulus E= where
ε
F
Stress σ =
A
∆x
Strain ε =

DO NOT WRITE IN THIS AREA

x
DONOT

DO NOT WRITE IN THIS AREA

THISAREA
NOTWRITE

INTHIS
WRITEIN

WRITEIN
NOTWRITE
INTHIS
THISAREA DO

DO NOT
AREA

AREA DO

DO NOT WRITE IN THIS AREA

DO NOT WRITE IN THIS AREA
THISAREA
DONOT
NOTWRITE

INTHIS
WRITEIN

WRITEIN
NOTWRITE
INTHIS
THISAREA

DONOT
AREA

DO

15
 *P78477A01516* Turn over
 Unit 2
Waves

DO
DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA

DONOT
Wave speed v = fλ

NOTWRITE
T
Speed of a transverse wave v=

WRITEIN
μ
on a string
P
Intensity of radiation I=

INTHIS
A

THISAREA
Refractive index n1 sin θ1 = n2 sin θ2
c

AREA DO
n=
v
1
Critical angle sin C =
n
Diffraction grating nλ = d sin θ

Electricity
W
DO NOT WRITE IN THIS AREA

Potential difference V=

DONOT
DO NOT WRITE IN THIS AREA

NOTWRITE
V
Resistance R=
I

WRITEIN
Electrical power, energy P = VI
P = I 2R

INTHIS
V2

THISAREA DO
P=
R
W = VIt

AREA
ρl
Resistivity R=
A
∆Q
Current I=
∆t
I = nqvA
Resistors in series R = R1 + R2 + R3
DO NOT WRITE IN THIS AREA
DO NOT WRITE IN THIS AREA

DONOT

1 1 1 1
Resistors in parallel = + +
R R1 R2 R3
NOTWRITE

Particle nature of light

WRITEIN

Photon model E = hf
INTHIS

1
Einstein’s photoelectric hf = o/ + 2 mv 2max
THISAREA

equation
h
AREA

de Broglie wavelength λ=
p

16
*P78477A01616* 