24.超声波指纹识别技术属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且根据材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回声自然也就不同。由于皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置，也就可以绘出指纹的三维图像。
(1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是。
A.超声波焊接机 B.超声波清洗机
C.医生用B超诊断病情 D.医生用超声波击碎结石
(2)频率高于Hz的声波叫作超声波，已知超声波在海水中的传播速度约为1500 m/s，向海底垂直发射超声波，若6 s后接收到回声信号，则海底深度为m。
(3)放大手指局部，会发现手指表面是凹凸不平的。如图所示，图甲是超声波指纹识别系统，手机发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回声信号的时间分别为0.30 μs、0.36 μs、0.30 μs、0.36 μs、0.26 μs。根据回声信号的时间，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图乙中的。

24.(1)C
(2)20 000 4 500
(3)A

【分析】
本题围绕超声波的相关知识展开，需分三个小问题逐一分析：第(1)题要区分超声波传递信息和能量的应用类型；第(2)题需牢记超声波的频率范围，利用回声测距公式计算深度；第(3)题根据“超声波传播距离与回声时间成正比”的规律，结合各点的回声时间判断距离，匹配对应图像。
【解析】
(1) 超声波指纹识别是利用超声波传递信息获取指纹。A选项超声波焊接机、B选项超声波清洗机、D选项超声波击碎结石，均是利用超声波传递能量；C选项医生用B超诊断病情是利用超声波传递信息，故选C。
(2) 频率高于20000Hz的声波叫作超声波。超声波从发射到接收的总时间为6s，单程时间为$ t=\frac{6s}{2}=3s $，根据$ s=vt $，海底深度$ s=1500m/s×3s=4500m $。
(3) 超声波在速度一定时，回声时间越长，说明手指与手机的距离越远。各点回声时间：A(0.30μs)、B(0.36μs)、C(0.30μs)、D(0.36μs)、E(0.26μs)，可知B、D距离最远，A、C次之，E最近。对应图乙，A图中B、D位置最高（距离远），A、C位置居中，E位置最低，符合上述规律，故选A。
【答案】
(1)C (2)20000；4500 (3)A
【知识点】
超声波的应用、回声测距、声速计算
【点评】
本题综合考查超声波的核心知识点，需准确区分超声波传递信息和能量的实例，掌握回声测距的计算逻辑，理解时间与距离的关系来判断指纹形状，题目难度适中，侧重基础应用。
【难度系数】
0.5

25.某研究小组利用一些长度、直径、材料不同的琴弦，进行探究“音调与哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、材料在图甲中已标出（其中琴弦的直径关系：$d_A = d_C = d_D ＜ d_B$），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。

(1)若他们想研究“音调的高低与琴弦长度的关系”，则应选择琴弦进行比较。
(2)若选择琴弦A、B，则是为了研究。
(3)某同学选择琴弦B、C研究“音调的高低与琴弦材料的关系”（选填“可行”或“不可行”），原因是。
(4)声音输入到示波器上时，显示振幅与时间关系的波形如图乙所示，其中声音音调相同的是图；响度相同的是图；从物理学角度看，属于噪声的是图。（均填序号。）

25.(1)A、D
(2)音调的高低与琴弦直径的关系
(3)不可行 没有控制琴弦的直径相同
(4)①② ②④ ③

【分析】
本题考查声学中音调、响度、噪声的相关知识，需结合控制变量法分析弦乐器音调的影响因素，同时根据示波器波形的疏密判断音调、高低判断响度，杂乱无章的波形为噪声。解题时，研究某一因素对音调的影响时，要保证其他因素相同；音调由频率决定，频率看相同时间内振动次数；响度由振幅决定，振幅看振动的幅度；噪声是无规则振动产生的声音。
【解析】
(1) 研究音调与琴弦长度的关系，根据控制变量法，需控制琴弦的材料、直径相同，长度不同。观察图甲，A和D的材料都是钢，直径相同（$d_A=d_D$），长度不同，因此选A、D。
(2) 琴弦A、B的材料都是钢，直径不同（$d_A ＜ d_B$），长度相同，变量为直径，因此是为了研究音调的高低与琴弦直径的关系。
(3) 研究音调与材料的关系，需控制琴弦的长度、直径相同，仅材料不同。琴弦B和C的材料不同，且直径不同（$d_B ＞ d_C$），没有控制直径相同，变量不唯一，因此不可行。
(4) 音调由频率决定，频率是单位时间内振动的次数，波形越密频率越高。图①和②在相同时间内振动次数相同，故音调相同；响度由振幅决定，振幅是振动的幅度，波形越高振幅越大，图②和④的振幅相同，故响度相同；噪声是无规则振动产生的，波形杂乱无章，图③的波形无规则，属于噪声。
【答案】
(1)A、D；(2)音调的高低与琴弦直径的关系；(3)不可行；没有控制琴弦的直径相同；(4)①②；②④；③
【知识点】
音调与频率的关系；响度与振幅的关系；噪声的定义；控制变量法
【点评】
本题综合考查声学基础知识点，重点是控制变量法在探究弦乐器音调影响因素中的应用，以及示波器波形的识别，难度适中，需熟练掌握相关概念和方法。
【难度系数】
0.6