25 中考新考法 科普阅读 阅读材料,回答问题.
不知道你的手机用多久了?如果用的时间够久的话,指纹识别模块(Home键或手机背盖上的指纹识别模块)是不是已经磨损了?或者你的手指上有汗或手指脱皮,是不是指纹识别就失效了?利用超声波指纹识别,就不会出现上面说的那些情况.具体来讲,超声波指纹识别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,而且随着材料的不同,超声波被反射、吸收的情况会有变化,产生的回波自然也就不同,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,也就做出指纹的三维图像.超声波指纹识别的优点很明显:首先,手指无需接触指纹模块,也就不会出现指纹模块被磨损的情况,这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部,手机外观也就会得到提升;其次,超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的,手指脱皮也不用怕识别不了,如果手指有水或汗液,照样能识别;最后,在安全性上,因为超声波识别的是三维图像,像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的.
(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. 超声波焊接器
B. 超声波清洗器
C. 医生用B超诊断病情
D. 医生用超声波击碎结石
(2)已知超声波在海水中的传播速度约为1 500 m/s,向海底垂直发射超声波,若6 s后收到回声信号,则海底深度为
(3)放大手指局部,表面是凸凹不平的.如图甲所示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0.30 ms、0.36 ms、0.30 ms、0.36 ms和0.26 ms,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图乙中的图

不知道你的手机用多久了?如果用的时间够久的话,指纹识别模块(Home键或手机背盖上的指纹识别模块)是不是已经磨损了?或者你的手指上有汗或手指脱皮,是不是指纹识别就失效了?利用超声波指纹识别,就不会出现上面说的那些情况.具体来讲,超声波指纹识别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,而且随着材料的不同,超声波被反射、吸收的情况会有变化,产生的回波自然也就不同,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,也就做出指纹的三维图像.超声波指纹识别的优点很明显:首先,手指无需接触指纹模块,也就不会出现指纹模块被磨损的情况,这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部,手机外观也就会得到提升;其次,超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的,手指脱皮也不用怕识别不了,如果手指有水或汗液,照样能识别;最后,在安全性上,因为超声波识别的是三维图像,像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的.
(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
C
.A. 超声波焊接器
B. 超声波清洗器
C. 医生用B超诊断病情
D. 医生用超声波击碎结石
(2)已知超声波在海水中的传播速度约为1 500 m/s,向海底垂直发射超声波,若6 s后收到回声信号,则海底深度为
4 500
m;在月球上不能
(填“能”或“不能”)用超声波技术测量月球表面物体间距离,理由是声音不能在真空中传播
.(3)放大手指局部,表面是凸凹不平的.如图甲所示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0.30 ms、0.36 ms、0.30 ms、0.36 ms和0.26 ms,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图乙中的图
1
.(1 ms=0.001 s)答案
25.(1)C (2)4 500 不能 声音不能在真空中传播 (3)1
解析
【分析】
本题围绕超声波指纹识别展开,分三个小问题逐一分析:
1. 第(1)题:需明确超声波指纹识别的原理是利用超声波传递信息,再判断各选项中超声波的作用类型,选出同类应用。
2. 第(2)题:利用声速计算距离时,注意超声波往返传播,需取单程时间;结合声音传播需要介质的特点,判断月球上能否用超声波测量距离。
3. 第(3)题:根据公式$s=vt$,超声波速度相同,回收信号时间越长,手指与手机的距离越远,据此判断各点距离,匹配对应的指纹形状图。
【解析】
(1) 超声波指纹识别是利用超声波传递信息。选项A超声波焊接器、B超声波清洗器、D超声波击碎结石均利用超声波传递能量;选项C医生用B超诊断病情是利用超声波传递信息,与题干应用类似,故选C。
(2) 超声波从海面到海底的单程时间$t=\frac{6s}{2}=3s$,海底深度$s=vt=1500m/s×3s=4500m$;声音的传播需要介质,月球表面为真空,真空不能传声,故不能用超声波技术测量月球表面物体间距离。
(3) 根据$s=vt$,超声波速度$v$相同,时间越长,距离越大。各点回收信号时间:A(0.30ms)、B(0.36ms)、C(0.30ms)、D(0.36ms)、E(0.26ms),因此B、D距离手机最远(对应指纹波峰),A、C距离较近(对应指纹波谷),E距离最近,匹配图乙中的图1。
【答案】
(1)C;(2)4500;不能;声音不能在真空中传播;(3)1
【知识点】
超声波的利用;声速的计算;声音的传播条件
【点评】
本题结合科普材料考查超声波相关知识,注重知识的实际应用,需区分超声波传递信息与能量的不同,掌握声速计算的注意事项,理解利用时间差判断距离的方法,整体难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕超声波指纹识别展开,分三个小问题逐一分析:
1. 第(1)题:需明确超声波指纹识别的原理是利用超声波传递信息,再判断各选项中超声波的作用类型,选出同类应用。
2. 第(2)题:利用声速计算距离时,注意超声波往返传播,需取单程时间;结合声音传播需要介质的特点,判断月球上能否用超声波测量距离。
3. 第(3)题:根据公式$s=vt$,超声波速度相同,回收信号时间越长,手指与手机的距离越远,据此判断各点距离,匹配对应的指纹形状图。
【解析】
(1) 超声波指纹识别是利用超声波传递信息。选项A超声波焊接器、B超声波清洗器、D超声波击碎结石均利用超声波传递能量;选项C医生用B超诊断病情是利用超声波传递信息,与题干应用类似,故选C。
(2) 超声波从海面到海底的单程时间$t=\frac{6s}{2}=3s$,海底深度$s=vt=1500m/s×3s=4500m$;声音的传播需要介质,月球表面为真空,真空不能传声,故不能用超声波技术测量月球表面物体间距离。
(3) 根据$s=vt$,超声波速度$v$相同,时间越长,距离越大。各点回收信号时间:A(0.30ms)、B(0.36ms)、C(0.30ms)、D(0.36ms)、E(0.26ms),因此B、D距离手机最远(对应指纹波峰),A、C距离较近(对应指纹波谷),E距离最近,匹配图乙中的图1。
【答案】
(1)C;(2)4500;不能;声音不能在真空中传播;(3)1
【知识点】
超声波的利用;声速的计算;声音的传播条件
【点评】
本题结合科普材料考查超声波相关知识,注重知识的实际应用,需区分超声波传递信息与能量的不同,掌握声速计算的注意事项,理解利用时间差判断距离的方法,整体难度适中。
【难度系数】
0.6
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