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化学
$2.5× 10^{3}$
④
0.6
铜片
1、2、3
电极插入深度
将3个电极插入
深度为1 cm、电极之间距离为2 cm的苹果电池串联起来
水果种类
改变化学填充剂的成分
【分析】
这道题结合新能源电池的实际场景展开，解题思路如下：
1. 第一小问回忆蓄电池充电的能量转化规律：充电过程消耗电能，将能量以化学能的形式存储起来，直接得到转化的能量形式。
2. 第二小问首先利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，代入题目给出的电池总质量和总体积数据，计算得到磷酸铁锂电池的平均密度；再将计算结果和题干给出的三元锂电池密度范围对比，发现磷酸铁锂电池密度更小，相同体积下质量更轻，匹配题干给出的几个优化方向，选出对应的序号即可。
【解析】
(1) 电池充电时，外部输入的电能会转化为化学能储存在电池内部，因此该空填化学。
(2) 根据密度定义式$\rho=\frac{m}{V}$，代入表格中电池组的总质量与总体积数据计算，可得该磷酸铁锂电池的平均密度为$2.5×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$；该密度远小于三元锂电池$4.5×10^3∼5×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$的密度范围，说明相同体积下磷酸铁锂电池质量更小，对应了电池轻量化的优势，因此选④。
【答案】
(1) 化学 (2) $2.5× 10^{3}$；④
【知识点】
能量转化；密度计算；新能源电池特性
【点评】
本题紧密结合当下新能源汽车的热点科技场景命题，将基础物理知识点和工业应用常识结合，难度较低，既考察了学生对基础能量转化、密度公式的掌握程度，也引导学生学会用物理知识分析实际科技产品的优势特点，注意审题时抓住密度更小对应同体积质量更轻的逻辑，即可顺利选出对应选项。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题是探究水果电池电压影响因素的实验题，核心用控制变量法的思路逐步推导：
1. 第一小问先从实验数据中提取铜-锌苹果电池的对应电压，再结合金属活动性规律判断电极正负极，活泼金属作负极，相对不活泼的金属作正极。
2. 第二小问探究电极间距对电压的影响，要严格遵循控制变量法，保证除电极间距外，水果种类、电极插入深度等所有其他可能影响电压的变量完全一致，从表格里筛选符合条件的实验组即可。
3. 第三小问对比4、5、6组的实验条件，找出三组中唯一的不同变量，就能确定电压的相关影响因素。
4. 第四小问利用串联电池组的电压规律：串联后总电压等于各串联电池的电压之和，计算得到3V电源的实现方式。
5. 第五小问对比不同变量下电压的变化幅度，变化幅度最大的就是影响最大的因素；再将水果种类的差异（本质是内部电解质成分不同）迁移到干电池的结构上，就能得出改变干电池电压的有效做法。
【解析】
(1) 从实验记录数据可直接读出铜-锌苹果电池的电压为0.6V；金属活动性顺序中锌的活泼性远强于铜，原电池中活泼金属作负极，因此铜片为该水果电池的正极。
(2) 探究电极之间距离对水果电池电压的影响，需要控制水果种类、电极插入深度完全相同，仅改变电极间距，实验1、2、3满足该条件：均为苹果电池，电极插入深度都是2cm，仅电极间距分别为1cm、2cm、3cm，因此选择1、2、3组对比。
(3) 4、5、6组实验中，水果种类均为苹果，电极之间距离固定为2cm，仅电极插入深度不同，因此可以得出电压大小与电极插入深度有关。
(4) 串联电池组的总电压等于各串联电池的电压之和，单个电极插入深度为1cm、电极间距为2cm的苹果电池电压为1V，将3个该规格的苹果电池串联，总电压为1V×3=3V，即可得到3V的电源。
(5) 对比各组实验数据：改变电极间距时电压变化极小，改变电极插入深度时的电压变化幅度远小于更换水果种类时的电压变化幅度，因此对水果电池电压影响最大的因素是水果种类；水果种类不同本质是内部的电解质化学成分不同，对应干电池的结构，最有效的改变干电池电压的做法就是改变化学填充剂的成分。
【答案】
(1) 0.6；铜片
(2) 1、2、3
(3) 电极插入深度
(4) 将3个电极插入深度为1 cm、电极之间距离为2 cm的苹果电池串联起来
(5) 水果种类；改变化学填充剂的成分
【知识点】
控制变量法，串联电压规律，原电池原理
【点评】
本题结合项目化学习的真实场景，重点考察控制变量法在探究类物理实验中的应用，同时将水果电池和干电池的原理进行迁移关联，既锻炼了学生分析实验数据的能力，也考察了知识的迁移应用能力，贴合新课标对探究实践的考察要求。
【难度系数】
0.7
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