Question

13．閱讀《超聲波指紋識別技術》，回答問題．
超聲波指紋識別技術 
     自從iPhone5s帶著指紋識別Touch ID火了以后，這門技術已經成為iOS和Android旗艦手機上的標配了．雖然虹膜識別等生物識別技術也偶爾向Touch ID發起挑戰，但仍無法撼動其地位．不過，這種情況可能要改變了，因為手機芯片廠商高通來了一發黑科技--超聲波指紋識別技術（亦稱超聲波Sense ID）．
     原有的指紋識別的原理是電容式信號感測，核心是電信號．手指（人體）的微電場與電容傳感器之間形成微電流，指紋嵴與峪（波峰與波谷）間會有高低電容差，這也是描繪指紋圖象的基礎．  超聲波指紋識別如其名，是利用的是超聲波去做檢測．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，就可以區分指紋嵴與峪所在的位置．
     超聲波技術所使用的超聲波的能量被控制在對人體無損的程度． 超聲波指紋識別的優勢在于可以識別指紋的3D紋路，采集更精細的指紋數據，而電容式的識別是2D圖象．另外一點優勢是可以置于塑料、玻璃等多種材料之下，不對機身外觀造成影響，不受汗水、油污的影響．
請根據上述材料和你學過的物理知識，回答下列問題：
（1）超聲波傳播中遇到障礙物時會（填“會”或“不會”）有一部分被反射回來形成回音．
（2）超聲波指紋識別裝置是利用仿生學原理制成的，它模仿的是下列哪種生物A
A．蝙蝠　　　B．貓　　　　C．狗　　　D．大象
（3）超聲波能夠識別指紋是利用了超聲波傳遞信息的作用．（填“傳遞信息”或“具有能量”）
（4）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，測得回收信號的時間分別為0.30ms、0.16ms、0.30ms、0.14ms、0.30ms．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圖中的D

Answer 1

分析 超聲波是指頻率高于20000Hz的聲音．超聲波遇到障礙物可以發生反射；人們利用超聲波可以傳遞信息和能量；根據聲波反射的用時長短，結合圖象可判斷其形狀．

解答 解：
（1）超聲波與普通聲波一樣，在傳播過程中遇到障礙物時會有一部分被反射回來形成回音．
（2）超聲波指紋識別裝置是利用仿生學原理制成的，在選項中的幾類動物中，蝙蝠可以發出超聲波，會利用回聲定位捕捉昆蟲和躲避障礙，因此，它模仿的是蝙蝠．故A符合題意；
（3）超聲波能夠識別指紋是利用了超聲波傳遞信息的作用．
（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、0.16ms、0.30ms、0.14ms、0.30ms．
根據s=vt可知，速度一定時，時間越長通過的路程越遠，
因為0.30ms＞0.16ms＞0.14ms，所以s_A=s_C=s_E＞s_B＞s_D，即A、C、E到手機的距離是相同的（最遠），而離手機最近的是D．因此，對照圖片可知，則該處指紋的大致形狀如圖中的D．
故答案為：（1）會；（2）A；（3）傳遞信息；（4）D．

點評 本題以超聲波指紋識別技術為內容，考查了我們對超聲波特點和應用的認識，體現了物理與高科技的聯系．