阅读《超声波指纹识别技术》，回答问题。
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，这也是描绘指纹图像的基础。
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图像。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）超声波是指频率高于___________ Hz的声音，它在传播中遇到障碍物时___________ （填“会”或 “不会”）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．狗 B．猫 C．海豚 D．大象
（3）超声波能够识别指纹是利用了超声波___________ 的作用；（填“传递信息”或“具有能量”）
（4）关于超声波指纹识别，表述错误的是( )
A．超声波指纹识别技术所使用的超声波的能量对人体无害
B．超声波指纹识别的优势在于可以识别3D纹路
C．超声波指纹识别的优势在于可以置于塑料、玻璃等材料之下
D．超声波指纹识别受汗水、油污影响
（5）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0.16ms、0.30ms、、0.16ms、0.30ms、0.14ms。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( )
A.
B. 
C.
D.
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，这也是描绘指纹图像的基础。
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图像。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）超声波是指频率高于
（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．狗 B．猫 C．海豚 D．大象
（3）超声波能够识别指纹是利用了超声波
（4）关于超声波指纹识别，表述错误的是
A．超声波指纹识别技术所使用的超声波的能量对人体无害
B．超声波指纹识别的优势在于可以识别3D纹路
C．超声波指纹识别的优势在于可以置于塑料、玻璃等材料之下
D．超声波指纹识别受汗水、油污影响
（5）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0.16ms、0.30ms、、0.16ms、0.30ms、0.14ms。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
A.
B. C. D.
更新时间：2022-10-07 23:27:31
|
相似题推荐
科普阅读题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐1】2023年10月26日11时13分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。17时46分，神舟十七号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱。3名航天员随后从神舟十七号载人飞船进入空间站天和核心舱。______ （选填“乐音”、“噪声”），火箭发射时，会产生低于______ Hz的次声波；
（2）发射火箭时，为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化，工作人员在台底建造了一个大水池，当高温火焰喷到水中时，产生了迅速扩展的庞大的白色“气团”，白色“气团”是______ （选填“水蒸气”、“小水珠”、“小冰晶”），它的形成需要______ （选填“吸收”、“放出”）大量热量；
（3）火箭从地面加速上升时，载人飞船与运载火箭是相对______ 的；载人飞船成功与空间站对接时，它们之间是相对______ 的；
（4）宇航员在空间站内能直接对话，在空间站外却不能，原因______ 。
（2）发射火箭时，为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化，工作人员在台底建造了一个大水池，当高温火焰喷到水中时，产生了迅速扩展的庞大的白色“气团”，白色“气团”是
（3）火箭从地面加速上升时，载人飞船与运载火箭是相对
（4）宇航员在空间站内能直接对话，在空间站外却不能，原因
您最近一年使用：0次
科普阅读题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】阅读短文，回答问题：
汽车抬头显示（如题图甲）又叫汽车平视显示系统（HeadUpDisplay），简称HUD，HUD是为了高速行驶的车辆而研发，在高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表信息，在前方遇有紧急情况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD是利用平面镜成像原理（如题图乙），将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候，能够轻易的将车外的景象与挡风玻璃所成的车辆信息的像尽收眼底，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力，同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳，确保驾驶舒适安全。
（1）HUD有一个技术难题，即挡风玻璃所成的像容易产生重影，影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的___________ （选填“厚度”或“透明度”）；
（2）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为___________ 度；
（3）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向___________ （选填“远离”或“靠近”）挡风玻璃；
（4）冬天行车时，汽车挡风玻璃的___________ （选填“内”或“外”）侧容易出现一层白雾；
（5）汽车上还有雷达装置，雷达启动后发出超声波信号经周边的物体的反射后，可判断车与障碍物的距离。与汽车喇叭发出的声音相比，在空气中，超声波的速度___________ （选填“大于”、“小于”或“等于”）汽车喇叭发出的声音的速度；
（6）为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2m以上，甚至更远，以便避免观察数据时眼睛的疲劳，下列做法可行的是( ) （选填序号）
A．将显示器上的字体变大
B．将显示器安装在后挡风玻璃上
C．让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
汽车抬头显示（如题图甲）又叫汽车平视显示系统（HeadUpDisplay），简称HUD，HUD是为了高速行驶的车辆而研发，在高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表信息，在前方遇有紧急情况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD是利用平面镜成像原理（如题图乙），将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候，能够轻易的将车外的景象与挡风玻璃所成的车辆信息的像尽收眼底，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力，同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳，确保驾驶舒适安全。
（1）HUD有一个技术难题，即挡风玻璃所成的像容易产生重影，影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的
（2）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为
（3）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向
（4）冬天行车时，汽车挡风玻璃的
（5）汽车上还有雷达装置，雷达启动后发出超声波信号经周边的物体的反射后，可判断车与障碍物的距离。与汽车喇叭发出的声音相比，在空气中，超声波的速度
（6）为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2m以上，甚至更远，以便避免观察数据时眼睛的疲劳，下列做法可行的是
A．将显示器上的字体变大
B．将显示器安装在后挡风玻璃上
C．让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
您最近一年使用：0次
【推荐3】阅读下面的短文，回答下列问题。
潜艇（如图所示）最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强的指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
（1）对于这种声呐发出的声波，下列说法错误的是_____ ；
A．定向性好
B．易获得较集中的声能
C．属于次声波
D．在海水中的速度比空气中的快地多
（2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s1是_____ （声在海水中的传播速度为1500m/s）；
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为_____ ；
（3）在月球上_____ （选填“能”或“不能”）用声呐技术来测量物体间的距离，你的判定依据是_____ ；
（4）假如你是一位城市建设的规划者，你将采取怎样的措施减弱噪声给人们带来的危害？（举出两例即可）( )
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇（如图所示）最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强的指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
（1）对于这种声呐发出的声波，下列说法错误的是
A．定向性好
B．易获得较集中的声能
C．属于次声波
D．在海水中的速度比空气中的快地多
（2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s1是
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为
（3）在月球上
（4）假如你是一位城市建设的规划者，你将采取怎样的措施减弱噪声给人们带来的危害？（举出两例即可）
您最近一年使用：0次
科普阅读题
|
适中
(0.65)
【推荐1】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，就可以区分指纹波峰和波谷所在的位置，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，超声波指纹识别技术所使用的超声波频率
，能量被控制在对人体无损的程度.
(1)频率高于______ 
的声音叫作超声波，已知超声波海水中传播速度约为
，向海底垂直发射超声波，若
后收到回声信号，则海底深度为______ m；
(2)超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，以下各项应用中与此不同的是______ .
A.科技工作者利用声呐探测海底深度
B.技工利用超声波给金属工件探伤
C.医生利用超声波去除体内结石
D.渔民利用声呐探测大海鱼群
(3)放大手指局部，表面是凹凸不平的，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
、
、、、
.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2中的______ （
）
(4)有一种新型声纹锁，只要主人说出事先设定的暗语就能把锁打开，这种声纹锁辨别声音的主要依据是声音的______ （选填“响度”、“音调”“音色”）复读机播放英语磁带学习英语时，调节音量开关时导致声音的______ 变了。（选填“响度”、“音调”“音色”）
A.
B. 
C. 
D.
超声波指纹识别目前超声波指纹识别已被广泛用于手机加密，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，就可以区分指纹波峰和波谷所在的位置，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，超声波指纹识别技术所使用的超声波频率
，能量被控制在对人体无损的程度.(1)频率高于
的声音叫作超声波，已知超声波海水中传播速度约为，向海底垂直发射超声波，若后收到回声信号，则海底深度为(2)超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，以下各项应用中与此不同的是
A.科技工作者利用声呐探测海底深度
B.技工利用超声波给金属工件探伤
C.医生利用超声波去除体内结石
D.渔民利用声呐探测大海鱼群
(3)放大手指局部，表面是凹凸不平的，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
、、、、.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2中的）(4)有一种新型声纹锁，只要主人说出事先设定的暗语就能把锁打开，这种声纹锁辨别声音的主要依据是声音的
A.
B. C. D.
您最近一年使用：0次
科普阅读题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】阅读短文，回答问题：
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲．
机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．
表一：
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二．真空度指主机内部气压与外界的气压差．风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积．吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率．
表二：
(1)机器人工作时，主机内部的气压____ （大于/小于/等于）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为_____ cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
(2)下列说法中错误的是_______ ．
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
D．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
(3)该机器人正常工作时的电流为_______ A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为______ min．
(4)由表二数据可知，当风量为0.017m3/s时，若其效率为34%，此时吸尘电机的输入功率为_________ W；上述风量下，10min内通过吸尘电机提出的空气质量为__________ kg．（取ρ空气=1.3kg/m3）
(5)如图乙为某传统吸尘器，表三为该吸尘器的部分数据．分析题中信息，从物理角度谈一下扫地机器人与传统的吸尘器相比，有哪些优点？______________ 、______________ （写出两条）
表三：
扫地机器人与吸尘器
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲．
机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．
表一：
额定工作电压 | 12V | 额定功率 | 36W | 清扫100m2运行时间50min |
电池容量 | 2500mA·h | 工作噪音 | ≤50dB |
表二：
真空度（Pa） | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 |
风量（m3/s） | 0.025 | 0.02 | 0.017 | 0.015 | 0.013 |
吸入功率（W） | 10.00 | 9.00 | 8.50 | 7.80 |
(2)下列说法中错误的是
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
D．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
(3)该机器人正常工作时的电流为
(4)由表二数据可知，当风量为0.017m3/s时，若其效率为34%，此时吸尘电机的输入功率为
(5)如图乙为某传统吸尘器，表三为该吸尘器的部分数据．分析题中信息，从物理角度谈一下扫地机器人与传统的吸尘器相比，有哪些优点？
表三：
额定工作电压 | 220V | 额定功率 | 1400W |
工作噪音 | ≤75dB | 清扫100m2工作时间 | 10min |
您最近一年使用：0次
科普阅读题
|
适中
(0.65)
【推荐3】阅读下面的短文，回答问题．
（1）超声波的频率范围是__________________ ；
（2）超声波能够清洗物件是因为声波具有__________________ ；
（3）在日常工作生活中，超声波还应用在哪些领域__________________ ；
（4）若声音在海水中的传播速度为l500m／s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为4s，那么该处海洋的深度为_________ m．
超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz．低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波．
超声波具有许多奇异特性：①空化效应——超声波能在水中产生气泡，气泡爆破时释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱，它不断冲击物件的表面，使物件表面及缝隙申的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的；②传播特性——它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等．
（1）超声波的频率范围是
（2）超声波能够清洗物件是因为声波具有
（3）在日常工作生活中，超声波还应用在哪些领域
（4）若声音在海水中的传播速度为l500m／s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为4s，那么该处海洋的深度为
您最近一年使用：0次
