Question

9．阅读《超声波指纹识别技术》，回答问题．
超声波指纹识别技术
自从iPhone5s带着指纹识别Touch ID火了以后，这门技术已经成为iOS和Android旗舰手机上的标配了．虽然虹膜识别等生物识别技术也偶尔向Touch ID发起挑战，但仍无法撼动其地位．不过，这种情况可能要改变了，因为手机芯片厂商高通来了一发黑科技--超声波指纹识别技术（亦称超声波Sense ID）．
原有的指纹识别的原理是电容式信号感测，核心是电信号．手指（人体）的微电场与电容传感器之间形成微电流，指纹嵴与峪（波峰与波谷）间会有高低电容差，这也是描绘指纹图象的基础．
超声波指纹识别如其名，是利用的是超声波去做检测．利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波（超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同）．因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹嵴与峪所在的位置．超声波技术所使用的超声波的能量被控制在对人体无损的程度．
超声波指纹识别的优势在于可以识别指纹的3D纹路，采集更精细的指纹数据，而电容式的识别是2D图象．另外一点优势是可以置于塑料、玻璃等多种材料之下，不对机身外观造成影响，不受汗水、油污的影响．
请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题：
（1）超声波传播中遇到障碍物时会（填“会”或“不会”）有一部分被反射回来形成回音．
（2）超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是下列哪种生物A
A．蝙蝠        B．猫          C．狗         D．大象
（3）超声波能够识别指纹是利用了超声波传递信息的作用．（填“传递信息”或“具有能量”）
（4）下面是超声指纹识别系统，在发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.16ms、0.30ms、0.14ms、0.30ms．根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状如图中的D

Answer 1

分析 超声波是指频率高于20000Hz的声音．超声波遇到障碍物可以发生反射；人们利用超声波可以传递信息和能量；根据声波反射的用时长短，结合图象可判断其形状．

解答 解：
（1）超声波与普通声波一样，在传播过程中遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回音．
（2）超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，在选项中的几类动物中，蝙蝠可以发出超声波，会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍，因此，它模仿的是蝙蝠．故A符合题意；
（3）超声波能够识别指纹是利用了超声波传递信息的作用．
（4）由题意可知，发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.16ms、0.30ms、0.14ms、0.30ms．
根据s=vt可知，速度一定时，时间越长通过的路程越远，
因为0.30ms＞0.16ms＞0.14ms，所以s_A=s_C=s_E＞s_B＞s_D，即A、C、E到手机的距离是相同的（最远），而离手机最近的是D．因此，对照图片可知，则该处指纹的大致形状如图中的D．
故答案为：（1）会；（2）A；（3）传递信息；（4）D．

点评 本题以超声波指纹识别技术为内容，考查了我们对超声波特点和应用的认识，体现了物理与高科技的联系．