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壓軸專題——凸透鏡成像規律及其應用

更新時間:2023-10-12 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:55次

【知識梳理】hb3物理好資源網(原物理ok網)

物體到凸透hb3物理好資源網(原物理ok網)

鏡的距離uhb3物理好資源網(原物理ok網)

像的性質hb3物理好資源網(原物理ok網)

像到凸透hb3物理好資源網(原物理ok網)

鏡的距離vhb3物理好資源網(原物理ok網)

應用hb3物理好資源網(原物理ok網)

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實像hb3物理好資源網(原物理ok網)

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照像機hb3物理好資源網(原物理ok網)

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測焦距hb3物理好資源網(原物理ok網)

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放大hb3物理好資源網(原物理ok網)

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投影儀hb3物理好資源網(原物理ok網)

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放大鏡hb3物理好資源網(原物理ok網)

巧記hb3物理好資源網(原物理ok網)

①一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小②u>f成虛像,物近像遠像變大hb3物理好資源網(原物理ok網)

【典題精講】hb3物理好資源網(原物理ok網)

【例1】如圖所示,小夢朋友在“探究凸透鏡成像規律”實驗時,燭焰在光屏上成了一個清晰的像,下述說法正確的是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.借助這一成像規律可制成幻燈機hb3物理好資源網(原物理ok網)

B.實驗中,蠟燭越燒越短,光屏上燭焰的像向下聯通hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.為了易于從不同方向觀察光屏上的像,光屏應選用較光滑的玻璃板hb3物理好資源網(原物理ok網)

D.要使光屏上燭焰的像變小,只須將蠟燭緊靠凸透鏡hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】要解決此題,須要把握凸透鏡成像的規律。hb3物理好資源網(原物理ok網)

凸透鏡成像規律:物距大于焦距成正立放大實像。應用是放大鏡。hb3物理好資源網(原物理ok網)

物距小于一倍焦距大于二倍焦距成倒立放大虛像,像距小于二倍焦距。應用是幻燈機、投影儀。hb3物理好資源網(原物理ok網)

物距等于二倍焦距成倒立等大虛像,像距等于二倍焦距。hb3物理好資源網(原物理ok網)

物距小于二倍焦距成倒立縮小虛像,像距小于一倍焦距大于二倍焦距。應用是照像機。hb3物理好資源網(原物理ok網)

成虛像時:物像異側,物距變大,像距變小,像變小。hb3物理好資源網(原物理ok網)

同時把握漫反射的概念。曉得要從不同方向看見同一個物體,須要發生漫發射。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:由圖知,蠟燭置于2倍焦距之外,所以此時成縮小、倒立的虛像。拍照機是依據這個原理制成的。而幻燈機是按照物距處于f和2f之間時,成放大、倒立的虛像原理制成。所以A說法錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

因為成的虛像是倒立的,所以蠟燭越燒越短,光屏上燭焰的像越向下聯通,所以B說法正確。hb3物理好資源網(原物理ok網)

為了易于從不同方向觀察光屏上的像,光屏應選用較粗糙的毛玻璃板。所以C說法錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

要使光屏上的燭焰的像變小,蠟燭應遠離凸透鏡。所以D說法錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:B。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【例2】在探究凸透鏡成像規律的實驗中,小聰選用了焦距為10cm的凸透鏡。他將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處,將燃起的蠟燭放置在光具座上35cm刻度線處,當光屏聯通到如圖所示刻度線處時,在光屏上剛好呈現出燭焰清晰的像。假如將蠟燭從圖中位置聯通,關于該實驗下述說法正確的是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.蠟燭向左聯通2cm,光屏應往右聯通到適當位置能夠呈現燭焰清晰的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

B.蠟燭往右聯通10cm,光屏應往右聯通到適當位置能夠呈現燭焰清晰的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.蠟燭往右聯通2cm,光屏應往右聯通到適當位置能夠呈現燭焰清晰的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

D.蠟燭移到20cm刻度線處,光屏應移到70cm刻度線處能夠呈現燭焰清晰的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】掌握凸透鏡成像的規律,曉得凸透鏡成虛像時,有物近像遠像變大的特性。按照物距的變化情況判定像距的變化情況;hb3物理好資源網(原物理ok網)

把握光路的可逆性,若將物體置于像的位置,則像可以成在物體的位置處。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:A、蠟燭向左聯通2cm,則物距減小,像距應當減少,所以光屏應向左聯通,A錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

B、蠟燭往右聯通10cm,則物距大于焦距,此時成實像,所以不能在光屏上成像,B錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

C、蠟燭往右聯通2cm,物距減少,此時像距要減小,成的像也減小,光屏應往右聯通,所以C正確;hb3物理好資源網(原物理ok網)

D、由圖知,物距為15cm,像距為30cm,蠟燭移到20cm刻度線處,此時物距為30cm,依照光路的可逆性,此時像距應為15cm,在65cm刻度處,D錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

蠟燭成像實驗視頻_蠟燭成像表格_凸透鏡成像的規律圖蠟燭hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:C。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【例3】凸透鏡成像實驗中,聯通物體到某位置時,能在光屏上成清晰縮小的像,則下述能組建的是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

①如果將物體緊靠凸透鏡,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必須遠離凸透鏡,且光屏聯通距離先小于后大于物體聯通距離;hb3物理好資源網(原物理ok網)

②同時聯通物體與光屏,且聯通距離相同,有可能在光屏上成清晰縮小的像;hb3物理好資源網(原物理ok網)

③換用焦距較小的凸透鏡后,仍要在光屏上得到清晰的像,若果只聯通光屏,光屏必須緊靠凸透鏡;hb3物理好資源網(原物理ok網)

④保持物體和光屏位置不變,聯通凸透鏡,一定可以在光屏上的到另一個清晰的像。hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.①③B.②④C.②③D.③④hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】(1)凸透鏡成像規律,最重要兩句話是:①物距(u)降低,像距(v)減小,像變大(應用于虛像),hb3物理好資源網(原物理ok網)

②物距(u)降低,像距(v)降低,像變小(應用于實像)。hb3物理好資源網(原物理ok網)

(2)結合凸透鏡成像規律的表格:hb3物理好資源網(原物理ok網)

物距(u)hb3物理好資源網(原物理ok網)

成像特性hb3物理好資源網(原物理ok網)

像距(v)hb3物理好資源網(原物理ok網)

應用hb3物理好資源網(原物理ok網)

u>2fhb3物理好資源網(原物理ok網)

倒立縮小虛像hb3物理好資源網(原物理ok網)

f<v<2fhb3物理好資源網(原物理ok網)

拍照機hb3物理好資源網(原物理ok網)

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倒立等大虛像hb3物理好資源網(原物理ok網)

v=2fhb3物理好資源網(原物理ok網)

測焦距hb3物理好資源網(原物理ok網)

2f>u>fhb3物理好資源網(原物理ok網)

倒立放大虛像hb3物理好資源網(原物理ok網)

v>2fhb3物理好資源網(原物理ok網)

投影儀/幻燈機hb3物理好資源網(原物理ok網)

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不成像hb3物理好資源網(原物理ok網)

u<fhb3物理好資源網(原物理ok網)

正立放大實像hb3物理好資源網(原物理ok網)

放大鏡hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:hb3物理好資源網(原物理ok網)

①物體緊靠透鏡即物距降低,像距減小,光屏應遠離透鏡,當u>2f歲月屏聯通距離大于物體聯通距離,當f<u<2f歲月屏聯通距離小于物體聯通距離,所以光屏聯通距離是先大于后小于物體聯通距離,所以①錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

②物體要成倒立、縮小、實像時物體聯通距離應當小于光屏聯通距離,所以②錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

③換用焦距更小的透鏡,像會更后面會聚所以光屏必須緊靠凸透鏡,所以③正確。hb3物理好資源網(原物理ok網)

④根據光路可逆的原理,保持物體和光屏位置不變,聯通凸透鏡,可在光屏上成一個倒立、放大的虛像,同時物距正好是原先的像距,像距正好是原先物距,所以④正確。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:D。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【實戰精練】hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練1】在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中,當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時,光屏上得到清晰的像。則()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.透鏡焦距一定在10cm到15cm之間hb3物理好資源網(原物理ok網)

B.透鏡焦距一定在15cm到20cm之間hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.把蠟燭向左聯通少許,光屏適當向左聯通可得到大些的虛像hb3物理好資源網(原物理ok網)

D.把蠟燭往右聯通少許,光屏適當往右聯通可得到小些的虛像hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】掌握凸透鏡成像的規律,曉得當物距在一倍焦距和二倍焦距之間時,成倒立放大的虛像,此時像距小于2f;且成虛像時,遵照物近像遠像變大的特性。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:AB、觀察圖示可知此時u=20cm,v=30cm,u<v,成倒立放大的虛像,hb3物理好資源網(原物理ok網)

由凸透鏡的成像規律可知,此時f<u<2f,v>2f,即f<20cm<2f,30cm>2f,解得10cm<f<15cm;故凸透鏡的焦距的范圍是:10cm<f<15cm凸透鏡成像的規律圖蠟燭,故A正確,B錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

C、把蠟燭向左聯通少許,此時物距變大,像距變小,像變小,所以光屏適當向左聯通可得到小些的虛像,故C錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

D、把蠟燭往右聯通少許,此時物距變小,像距變大,像變大,所以光屏適當往右聯通可得到大些的虛像,故D錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:A。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練2】在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中,燃起的蠟燭置于凸透鏡前某位置處,在光屏上成一清晰的像。現將蠟燭向遠離透鏡方向聯通一段距離,聯通光屏后,又在屏上成一清晰的像,則()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.像變小,像距變大B.像變大,像距變小hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.像變大,像距變大D.像變小,像距變小hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】首先確定在光屏上成一清晰的像,是虛像,再依照凸透鏡成虛像時,物近像遠像變大,物遠像近像變小,hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:由“點燃的蠟燭置于凸透鏡前某位置處,在光屏上成一清晰的像。”可知此時的像是虛像;hb3物理好資源網(原物理ok網)

現將蠟燭向遠離透鏡方向聯通一段距離,即物距減小,由凸透鏡成像規律:物遠像近像變小,可知,像變小,像距變小。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:D。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練3】如圖所示,當物體在凸透鏡的二倍焦距外時,在光屏上會得到一個倒立、縮小的虛像。小明為了探究斜視眼視力的矯治方式,在凸透鏡與物體之間放上一個斜視墨鏡,若此時要在光屏上呈現清晰的像,則光屏應當()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.保持不動B.向下聯通C.往右聯通D.向左聯通hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】解決此題要曉得斜視墨鏡是凹透鏡,對光線有發散作用。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:當在凸透鏡與物體之間放上一個斜視墨鏡后,對光線有發散作用,所以成像會在光屏旁邊,因而須要將光屏往右聯通,才可以在光屏上呈現清晰的像;hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:C。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練4】小明和小紅用焦距相等的相同照像機對小強朋友照相,洗出的底片分別為如圖中的(a)和(b),則()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.小紅要使底片上的像與小明的一樣大,小紅聯通位置后,再降低鏡頭到底片的距離B.小明和小紅離小強的距離相同hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.小紅要使底片上的像與小明的一樣大,小紅聯通位置后,再減小鏡頭到底片的距離D.小紅離小強的距離近hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】要解決此題,首先曉得照像機是按照凸透鏡成像原理制成的。hb3物理好資源網(原物理ok網)

蠟燭成像實驗視頻_凸透鏡成像的規律圖蠟燭_蠟燭成像表格hb3物理好資源網(原物理ok網)

須要把握凸透鏡成像的規律。曉得成虛像時的動態變化規律是:物近像遠像變大,物遠像近像變小。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:由圖知,b的像比a的像小,按照凸透鏡成像的規律,成的像越小,此時的物距越大,像距越小。所以拍攝b時,單反與物體的距離較大。即小明離小強的距離近,所以小紅要使底片上的像與小明的一樣大,小紅聯通位置后,再減小鏡頭到底片的距離即可,所以選項A、B、D錯誤。選項C正確。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:C。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練5】在研究凸透鏡成像的實驗中,當蠟燭坐落凸透鏡前某位置時,在透鏡的另左側的光屏上呈現一個倒立、縮小的像,若保持凸透鏡的位置不變,把蠟燭與光屏的位置互相交換,則光屏中將出現一個()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.倒立、放大的清晰的像B.倒立、縮小的清晰的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.倒立、等大的清晰的像D.正立、放大的清晰的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】解答此題要明晰以下知識點:hb3物理好資源網(原物理ok網)

(1)當U>2f時,光屏上呈現倒立、縮小的虛像,2f>V>f。hb3物理好資源網(原物理ok網)

(2)當2f>U>f時,光屏上呈現倒立、放大的虛像,V>2f。hb3物理好資源網(原物理ok網)

(3)當U<f時,光屏上不能呈現像,透過透鏡看見正立、放大的實像。hb3物理好資源網(原物理ok網)

(4)光的折射中光路是可逆的。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:一支蠟燭坐落凸透鏡前,調節好透鏡和光屏位置后,在光屏上呈現縮小、倒立的像,說明此時U>2f,2f>V>f。hb3物理好資源網(原物理ok網)

若保持凸透鏡位置不動,光的折射中光路是可逆的。hb3物理好資源網(原物理ok網)

將蠟燭和光屏的位置對調一下,則2f>U>f,V>2f,所以光屏上呈現倒立、放大的虛像。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:A。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練6】若空間有一豎直放置的大凸透鏡,在主光軸位置上拉一根鋼絲,一個小雜技藝人從很遠的地方順著鋼絲向焦點處勻速走來。下述表述中:①小藝人每走一步,像也走一步;hb3物理好資源網(原物理ok網)

②像的步伐仍然比男孩大;hb3物理好資源網(原物理ok網)

③像大時步伐大,像小時步伐小,即“大像”走大步,“小像”走小步;hb3物理好資源網(原物理ok網)

④像總朝遠離小藝人的方向運動,似乎在逃出。hb3物理好資源網(原物理ok網)

其中正確的是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.只有①②正確B.只有①②④正確hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.只有②④正確D.只有①③④正確hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】物體放到焦點之外時,在凸透鏡另左側成倒立的虛像,物距越小,像距越大,虛像越大。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:因將物體從較遠處接近凸透鏡焦點的聯通時,物距變小,所以像距變大,虛像也變大。所以一個小雜技藝人從很遠的地方順著鋼絲向焦點處勻速走來,hb3物理好資源網(原物理ok網)

①③像大時步伐大,像小時步伐小,即“大像”走大步,“小像”走小步;故①正確,③正確;hb3物理好資源網(原物理ok網)

②因為兒子在2倍焦距以外,所成的像是倒立縮小的,故像的步伐仍然比兒子小,②錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

④因為物距越小,像距越大,像總朝遠離小藝人的方向運動,似乎在逃出,④正確。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:D。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練7】放映幻燈時,為了在屏幕上得到更大的像,這么應采取的舉措是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.幻燈機離屏幕遠一些,鏡頭與幻kt板的距離調小一些hb3物理好資源網(原物理ok網)

B.幻燈機離屏幕遠一些,鏡頭與幻kt板的距離調大一些hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.幻燈機離屏幕近一些,鏡頭與幻kt板的距離調大一些hb3物理好資源網(原物理ok網)

D.幻燈機離屏幕近一些,鏡頭與幻kt板的距離調小一些hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】使屏幕上得到更大的清晰的像,則像距變大凸透鏡成像的規律圖蠟燭,物距變小。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:按照凸透鏡成像的規律知,像變大,則像距變大,物距變小,應使投影儀遠離屏幕,并把鏡頭與幻kt板的距離調小一些。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:A。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練8】2010年廣州世博會將全面使用人臉辨識系統,人們步入場館距旁邊0.5m~1.2m處時,安裝在門上的人臉辨識系統的攝像機就可以對其背部特點進行核實,下述關于人臉辨識系統的攝像機鏡頭的說法正確的是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

①相當于凸透鏡②相當于凹透鏡③焦距可能為0.1m④焦距可能為0.5mhb3物理好資源網(原物理ok網)

⑤人離鏡頭越近,成的像越大⑥人離鏡頭越近,成的像越小。hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.①③⑥B.①③⑤C.①④⑤D.②③⑤hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】人臉辨識系統的攝像機借助的是凸透鏡成虛像的原理,相當于拍照機,借助的拍照機的成像原理,物體通常都是在二倍焦距以外,成像是縮小、倒立的虛像,這樣有利于捕捉目標。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:攝像機鏡頭相當于凸透鏡,故①正確,②錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

人臉辨識系統的攝像機的鏡頭是凸透鏡,所成的像應是縮小、倒立的虛像,人到鏡頭的距離應遠遠小于二倍焦距,即0.5m>2f,解得f<0.25m,所以③正確,④錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

凸透鏡成虛像時,物距變小,像距變大,像變大,故⑤正確,⑥錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:B。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練9】如圖所示,凸透鏡的焦距為10cm,此時蠟燭在光屏上成一個清晰的像。下述說法正確的是()hb3物理好資源網(原物理ok網)

A.若蠟燭燃燒變短,燭焰在光屏上的像將向上聯通hb3物理好資源網(原物理ok網)

B.若蠟燭向遠離凸透鏡方向聯通,燭焰所成的像將逐步變大hb3物理好資源網(原物理ok網)

C.若保持凸透鏡位置不動,交換蠟燭和光屏的位置,能在光屏上得到倒立、縮小的虛像,成像規律可以應用于拍照機hb3物理好資源網(原物理ok網)

D.若保持蠟燭和光屏位置不動,往右聯通透鏡的過程中,可能會在光屏上成一個倒立、等大的像hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】(1)經過光心的光線的傳播方向不變;hb3物理好資源網(原物理ok網)

(2)凸透鏡成像時,物距減小像距減少像降低;hb3物理好資源網(原物理ok網)

(3)u>2f,成倒立、縮小的虛像,2f>v>f,應用于拍照機;hb3物理好資源網(原物理ok網)

(4)當物距等于二倍焦距時,成倒立、等大的虛像。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:A、若蠟燭燃燒變短,按照經過光心的光線的傳播方向不變可知,燭焰在光屏上的像將向下聯通,故A錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

B、若蠟燭向遠離凸透鏡方向聯通,物距變大,像距變小,像變小,故B錯誤;hb3物理好資源網(原物理ok網)

C、若保持凸透鏡位置不動,交換蠟燭和光屏的位置,此時的物距小于像距,依據光路可逆可知,能在光屏上得到倒立、縮小的虛像,成像規律可以應用于拍照機,故C正確;hb3物理好資源網(原物理ok網)

D、若保持蠟燭和光屏位置不動,往右聯通透鏡的過程中,當u=v=2f時,才會成倒立、等大的虛像,聯通過程中,物距和像距的和小于4f,所以光屏上不能成一個倒立、等大的像,故D錯誤。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故選:C。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【練10】如圖所示,圓錐形玻璃瓶里裝滿水,把一支鋼筆水平地置于緊靠玻璃瓶的兩側,透過玻璃瓶可以看見鋼筆的形狀(填“不變”或“變化”);把鋼筆由緊靠玻璃瓶的位置向遠處漸漸聯通時,透過玻璃瓶會聽到鋼筆尖漸漸(填“變長”或“變短”),同時會聽到鋼筆(填“變粗”、“變細”或“粗細不變”),到某一位置之后,鋼筆尖的方向(填“會”或“不會”)改變。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【分析】由凸透鏡成像的規律知,當物距在一倍焦距以內時,得到正立、放大的實像;物體在一倍焦距到二倍焦距之間時,得到倒立、放大的虛像;物體在二倍焦距以外時,得到倒立、縮小的虛像。hb3物理好資源網(原物理ok網)

【解答】解:圓錐形玻璃杯,上面裝滿水,相當于一個凸透鏡。把一支鋼筆置于玻璃杯的左側,透過玻璃杯可以看見鋼筆的形狀發生變化。hb3物理好資源網(原物理ok網)

把鋼筆由緊靠玻璃瓶的位置向遠處漸漸的聯通時,實際是物體漸漸遠離凸透鏡,由凸透鏡成像的規律可知,物體在一倍焦距內緊靠焦點時,像正立且會漸漸變大,即鋼筆尖變長;豎直方向上玻璃瓶的長度一致,鋼筆在豎直方向上經過玻璃瓶折射后只有位置發生了變化,而長短是不發生變化的;當物體移到焦點外時,成倒立放大的虛像,故像會忽然改變方向。hb3物理好資源網(原物理ok網)

故答案是:變化;變長;粗細不變;會。hb3物理好資源網(原物理ok網)

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