阅读短文，回答问题超声波指纹识别目前超声波指纹识别已被广泛应用于手机加密。超声波指纹识别原理是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(超声波到达材质不同的物体的表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此，利用皮肤与空气对声波阻抗的差异，就可以区分指纹“峰”和“谷”所在的位置。其工作过程就和用声呐探测海底深度类似，是靠特定频率的信号反射来探知指纹的纹路和表面皮肤的深浅，并据此绘制出指纹的“高低起伏”特征进行识别，仅凭一张指纹的平面图是无法蒙混过关的，安全系数大大增加。超声波指纹识别技术所使用的超声波频率范围为105 Hz～109 Hz，能量被控制在对人体无损的程度。

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超声波指纹识别

目前超声波指纹识别已被广泛应用于手机加密。超声波指纹识别原理是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(超声波到达材质不同的物体的表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此，利用皮肤与空气对声波阻抗的差异，就可以区分指纹“峰”和“谷”所在的位置。其工作过程就和用声呐探测海底深度类似，是靠特定频率的信号反射来探知指纹的纹路和表面皮肤的深浅，并据此绘制出指纹的“高低起伏”特征进行识别，仅凭一张指纹的平面图是无法蒙混过关的，安全系数大大增加。超声波指纹识别技术所使用的超声波频率范围为10⁵ Hz～10⁹ Hz，能量被控制在对人体无损的程度。

(1) 频率高于Hz的声叫做超声波，已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，向海底垂直发射超声波，若4s后收到回声信号，则海底深度多少m？

(2) 超声波指纹识别是通过声波传递（选填“信息”“能量”）工作的。

(3) 放大手指局部，表面是凹凸不平的。超声波指纹识别系统发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回波信号的时间分别为0.30ms.0.36ms.0.30ms、0.36ms.0.26ms。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。(1 ms=0.001 s)

【考点】

回声测距离的应用; 超声波与次声波; 声与信息;

【答案】

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超声波指纹识别技术

传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术ScnseID的出现，屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及。

与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。

人类能够听到的声波频率范围大约是 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ ，超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外，超声波扫描能不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。请回答下列问题：

（1）超声波是指频率高于 $\text{[math]}$ 的声波，其在空气中传播速度约为 $\text{[math]}$ ，超声波（选填“能”或“不能”）在真空中传播；

（2）超声波传播中遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回声。已知超声波在海水中传播速度约为 $\text{[math]}$ ，向海底垂直发射超声波，若 $\text{[math]}$ 后收到回声信号，则海底深度为m；

（3）SenserID系统能置于手机内部，可以让超声波透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有的特点；

（4）超声波指纹识别是通过超声波获取指纹的信息，以下各项应用中与此不同的是；

A．利用超声波探测水中鱼群的位置 B．交警利用超声波测量汽车的速度

C．技工利用超声波给金属工件探伤 D．利用超声波清洗钟表等精密仪器

（5）SenserID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物。

A．猫 B．狗

C．蝙蝠 D．青蛙

（6）放大手指局部，表面是凸凹不平的。下面是超声波指纹识别系统，手机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 $\text{[math]}$ ，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是（选填“图一”、“图三”、“图三”或“图四”）。 $\text{[math]}$