【分析】
要解决这道题，首先需利用水的吸热公式计算水吸收的热量，计算时要注意质量单位的换算和温度变化量的确定；其次，要计算酒精的热值，需明确热值公式中对应的是实际燃烧的酒精质量，因此需要知道燃烧掉的酒精质量，即总质量减去剩余质量；最后，分析热值测算值与真实值的偏差时，要考虑酒精燃烧过程中热量的散失情况，判断水吸收的热量与酒精实际放出热量的大小关系，进而确定偏差方向。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
水的质量 $ m_{\mathrm{水}} = 200\ \mathrm{g} = 0.2\ \mathrm{kg} $，温度变化量 $ \Delta t = 43°\mathrm{C} - 23°\mathrm{C} = 20°\mathrm{C} $，
根据吸热公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m_{\mathrm{水}} \Delta t $，代入数据得：
$ Q_{\mathrm{吸}} = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃}) × 0.2\ \mathrm{kg} × 20°\mathrm{C} = 1.68 × 10^4\ \mathrm{J} $。
2. 确定需补充的实验操作：
酒精的热值公式为 $ q = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_{\mathrm{酒精}}} $，其中 $ m_{\mathrm{酒精}} $ 是实际燃烧的酒精质量，等于燃烧皿中酒精的总质量减去剩余酒精的质量，因此还需进行的操作是称量剩余酒精的质量。
3. 分析热值测算偏差：
酒精燃烧时，放出的热量会有一部分散失到空气中、被烧杯等装置吸收，因此酒精实际放出的热量 $ Q_{\mathrm{放}} ＞ Q_{\mathrm{吸}} $。若用 $ Q_{\mathrm{吸}} $ 代替 $ Q_{\mathrm{放}} $ 计算，会导致代入的热量值偏小，根据公式可知，测算出的热值与真实值相比偏小。
【答案】
$ 1.68×10^4 $；称量剩余酒精的质量；小
【知识点】
热量计算；热值；燃料燃烧放热
【点评】
本题考查热学中热量计算、热值测算的相关知识，需注意单位换算和实验误差的分析，是热学基础实验题，能较好考查学生对热学公式的应用和实验分析能力。
【难度系数】
0.6

【分析】
解决本题需结合滑轮组的机械效率公式、拉力公式和功率公式分析：首先利用不计绳重和摩擦时的机械效率公式，结合图乙中G物=8N时的机械效率求出动滑轮自重；再根据滑轮组的绳子段数计算拉力，结合物体上升速度求出绳子自由端速度，进而计算拉力的功率；最后分析绕绳方式改变时机械效率的变化，判断图线是否相同。
【解析】
（1）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率公式为：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$
由图乙可知，当$G_{物}=8\ \mathrm{N}$时，$\eta=80\%$，代入公式得：
$80\%=\frac{8\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{N}+G_{动}}$
解得：$G_{动}=\frac{8\ \mathrm{N}}{0.8}-8\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$
（2）由图甲可知，滑轮组的绳子段数$n=2$，不计绳重和摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}=\frac{8\ \mathrm{N}+2\ \mathrm{N}}{2}=5\ \mathrm{N}$；
重物上升速度$v_{物}=2\ \mathrm{m/s}$，则绳子自由端的速度$v=nv_{物}=2×2\ \mathrm{m/s}=4\ \mathrm{m/s}$；
拉力做功的功率$P=Fv=5\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m/s}=20\ \mathrm{W}$
（3）仅改变绕绳方式时，动滑轮的重力不变，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率$\eta=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，与绕绳方式无关，因此所得到的图线与图乙所示曲线相同。
【答案】
（1）2；（2）20；（3）相同
【知识点】
滑轮组机械效率；功率计算；滑轮组拉力
【点评】
本题结合图像考查滑轮组相关计算，核心是理解不计绳重和摩擦时机械效率的推导，需灵活运用公式分析，难度适中。
【难度系数】
0.4

【分析】
要解决本题，需结合串联电路特点、欧姆定律，以及弹簧形变量与外力（物体质量）的关系分析：
1. 当电子秤达到最大测量值20kg时，弹簧压缩量最大，滑动变阻器R1的滑片滑到b端，此时R1接入电路的电阻最大；改装的电压表满偏，结合电压表量程可确定R1两端电压，进而计算电路电流、总电阻，求出R2的阻值。
2. 物体质量为10kg时，因弹簧形变与质量成正比，R1接入电阻为最大电阻的一半，再由欧姆定律计算电流。
3. 电流为0.24A时，先由欧姆定律求出总电阻，得到此时R1的接入电阻，再根据R1与质量的正比关系，计算对应物体质量。
【解析】
由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路电流，电压表测R1两端电压。
1. 最大测量值20kg时，滑片在b端，R1接入电阻R1=20Ω，电压表满偏（量程0~3V），故R1两端电压U1=3V，电路电流：$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{3V}{20Ω}=0.15A$；总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.15A}=40Ω$，因此$R_2=R_{总}-R_1=40Ω-20Ω=20Ω$。
2. 质量10kg时，弹簧形变与质量成正比，R1接入电阻为最大电阻的一半，即$R_1'=10Ω$，总电阻$R_{总}'=R_1'+R_2=10Ω+20Ω=30Ω$，电流：$I'=\frac{U}{R_{总}'}=\frac{6V}{30Ω}=0.2A$。
3. 电流$I''=0.24A$时，总电阻$R_{总}''=\frac{U}{I''}=\frac{6V}{0.24A}=25Ω$，此时R1接入电阻$R_1''=R_{总}''-R_2=25Ω-20Ω=5Ω$；因20kg对应R1=20Ω，故物体质量：$m=\frac{5Ω}{20Ω}×20kg=5kg$。
【答案】
b；20；0.2；5
【知识点】
串联电路特点；欧姆定律应用
【点评】
本题结合力学弹簧形变规律与电学串联电路知识，考查欧姆定律的实际应用，需分析滑片移动时电阻的变化，综合性较强，是典型的电路应用题。
【难度系数】
0.5

【分析】
本题包含三个作图小问，需分别按知识点分析：
1. 第一小问：画杠杆的动力臂和阻力。先确定支点为A点，动力是弹簧测力计对B端的拉力，动力臂是支点A到动力作用线的垂线段；阻力是均匀木棒的重力，作用在木棒中点，方向竖直向下。
2. 第二小问：补全电路使OP顺时针转动时灯变亮。灯变亮说明电路电流变大、电阻变小，因此滑动变阻器接入的电阻丝长度需变短，需将电阻丝A端与灯泡连接、O端与电源连接，使接入的AP段电阻丝随OP顺时针转动而缩短，电阻减小。
3. 第三小问：补全电路满足“光线暗且有人时灯亮”，说明光敏开关和人体感应器需同时闭合电路才导通，因此两个开关应串联在电路中，与灯泡串联形成通路。
【解析】
（1）作图步骤：①确定支点A；②过A作B点拉力作用线的垂线，标注为动力臂$l_1$；③在木棒中点画竖直向下的箭头，标注阻力$F_2$。
（2）电路补画：将电阻丝A端与灯泡上端接线柱连接，滑动片O端与电源下端接线柱连接，此时接入电路的AP段电阻随OP顺时针转动而缩短，电阻减小，电流增大，灯变亮。
（3）电路补画：将光敏开关和人体感应器串联接入电路，即电源正极→灯泡→光敏开关→人体感应器→电源负极，仅当两个开关同时闭合时电路导通，灯发光。
【答案】
15. （1）如图甲所示（正确画出动力臂$l_1$和阻力$F_2$）；（2）如图乙所示（补全电路后OP顺时针转动时灯变亮）；（3）如图丙所示（光敏开关与人体感应器串联在电路中）。
【知识点】
杠杆力臂作图、滑动变阻器应用、串联电路设计
【点评】
本题考查基础作图与电路设计，涵盖杠杆、滑动变阻器、串联电路的核心知识点，要求学生掌握基本作图方法和电路连接规则，难度适中。
【难度系数】
0.5