Question

【題目】閱讀短文，回答問題

超聲波指紋識別

目前超聲波指紋識別已被廣泛用于手機加密。 超聲波指紋識別原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產生大小不同的回波(超聲波到達不同材質表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同)。因此，利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異，就可以區分指紋波峰和波谷所在的位置。其工作過程就和用聲吶探測海底深度類似，是靠特定頻率的信號反射來探知指紋的紋路和表面皮膚的深淺，并據此繪制出指紋的“高低起伏”特征進行識別，僅憑一張指紋的平面圖是無法蒙混過關的，安全系數大大增加。超聲波指紋識別技術所使用的超聲波頻率為105Hz—109Hz，能量被控制在對人體無害的程度。

(1)頻率高于___Hz的聲音叫作超聲波，已知超聲波在海水中傳播速度約為 1500m/s，向海底垂直發射超聲波，若4s后收到回聲信號，則海底深度為___m。

(2)超聲波指紋識別是通過聲波獲取指紋的信息，以下各項應用中與此不同的是（___________）

A．科技工作者利用聲吶探測海底深度 B．技工利用超聲波給金屬工件探傷

C．醫生利用超聲波除去人體內的結石 D．漁民利用聲吶探測大海魚群

(3)放大手指局部，表面是凹凸不平的。下面是超聲指紋識別系統在發出超聲波遇到手指上 A、B、C、D、E五個位置后，測得回收信號的時間分別為0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms。根據時間，求出手指與手機平面的距離，就可以繪出指紋的大致形狀，則該處指紋的大致形狀如下圖中的____(選填正確選項的序號)。(1ms=0.001s)

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】20000 3000 C A

【解析】

(1)[1]超聲波是指頻率高于20000Hz的聲音；

[2]聲波到達水底所用時間

t==2s，

海底深度

s=vt=1500m/s×2s=3000m；

(2)[3]人們利用超聲波可以傳遞信息和能量，超聲波能夠識別指紋是利用了超聲波可以傳遞信息，

A．科技工作者利用聲吶探測海底深度，利用聲音可以傳遞信息，不符合題意；

B．技工利用超聲波給金屬工件探傷，利用聲音可以傳遞信息，不符合題意；

C．醫生利用超聲波除去人體內的結石，利用聲音可以傳遞能量，符合題意；

D．漁民利用聲吶探測大海魚群，利用聲音可以傳遞信息，不符合題意；

(3)[4]由題意可知，發出的超聲波遇到手指上A、B、C、D、E五個位置，測得回收信號的時間分別為0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根據s=vt可知，速度一定時，時間越長通過的路程越遠，因為0.36ms＞0.30ms＞0.26ms，所以sB=sD＞sA=sC＞sE，即B、D到手機的距離是相同的（最遠），而離手機最近的是E，A、C在中間且相等，因此，對照圖片可知，則該處指紋的大致形狀如圖中的A。