题目
时间-|||-0 位置阅读短文，回答问题。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SenseID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20Hz到20000Hz，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、护手霜等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。（1）超声波是指频率高于 ____ Hz的声音，人耳通常 ____ （选填：“能”或“不能”）听到超声波；（2）SenseID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；（3）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．利用超声波探测水中鱼群的位置B．利用超声波清洗钟表等精密仪器C．技工利用超声波给金属工件探伤D．交警利用超声波测量汽车的速度（4）某手机利用SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10⁻6s，可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为 ____ mm；（超声波在手机内的传播速度取900m/s）（5）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示，则指纹的大致形状，最符合的选项是 ____ 。时间-|||-0 位置
阅读短文，回答问题。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SenseID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20Hz到20000Hz，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、护手霜等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
（1）超声波是指频率高于 ____ Hz的声音，人耳通常 ____ （选填：“能”或“不能”）听到超声波；
（2）SenseID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；
（3）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．利用超声波探测水中鱼群的位置
B．利用超声波清洗钟表等精密仪器
C．技工利用超声波给金属工件探伤
D．交警利用超声波测量汽车的速度
（4）某手机利用SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10⁻6s，可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为 ____ mm；（超声波在手机内的传播速度取900m/s）
（5）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示，则指纹的大致形状，最符合的选项是 ____ 。
题目解答
答案
解：
（1）人耳听觉的频率范围：20Hz～20000Hz，频率高于20000Hz的声波属于超声波；超声波不能在真空中传播；
（2）由文中信息可知超声波具有穿透能力强的特点，所以可以让超声波透过屏幕进行指纹识别；
（3）超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，即利用了声可以传递信息；
A、利用超声波探测水中鱼群的位置群，这是利用声音可以传递信息；
B、利用超声波清洗钟表等精密仪器，这是利用声音可以传播能量；
C、技工利用超声波给金属工件探伤，这是利用声音可以传递信息；
D、交警利用超声波测量汽车的速度，这是利用声音可以传递信息；
故B符合题意；
（4）从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10-6s，则超声波到达指纹的时间为：t=4×10-6s；
根据v=$\frac{s}{t}$可知，SenseID系统到手机屏幕表面的距离为：s=vt=900m/s×4×10-6s=3.6×10-3m=3.6mm；
（5）检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如左图所示，超声波的传播速度一定，接收到的超声波所用的时间越长，说明距离越远，由图可知这些位置指纹的大致形状，则右图选项中最符合的是A。
故答案为：（1）20000；不能；（2）穿透能力强；（3）B；（4）3.6；（5）A。
（1）人耳听觉的频率范围：20Hz～20000Hz，频率高于20000Hz的声波属于超声波；超声波不能在真空中传播；
（2）由文中信息可知超声波具有穿透能力强的特点，所以可以让超声波透过屏幕进行指纹识别；
（3）超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，即利用了声可以传递信息；
A、利用超声波探测水中鱼群的位置群，这是利用声音可以传递信息；
B、利用超声波清洗钟表等精密仪器，这是利用声音可以传播能量；
C、技工利用超声波给金属工件探伤，这是利用声音可以传递信息；
D、交警利用超声波测量汽车的速度，这是利用声音可以传递信息；
故B符合题意；
（4）从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10-6s，则超声波到达指纹的时间为：t=4×10-6s；
根据v=$\frac{s}{t}$可知，SenseID系统到手机屏幕表面的距离为：s=vt=900m/s×4×10-6s=3.6×10-3m=3.6mm；
（5）检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如左图所示，超声波的传播速度一定，接收到的超声波所用的时间越长，说明距离越远，由图可知这些位置指纹的大致形状，则右图选项中最符合的是A。
故答案为：（1）20000；不能；（2）穿透能力强；（3）B；（4）3.6；（5）A。
解析
- 超声波的基本概念：需明确超声波的频率范围（高于20000Hz）及人耳听觉范围的限制。
- 超声波特性应用：理解超声波的穿透能力在指纹识别中的作用。
- 声音的性质区分：区分声音“传递信息”与“传递能量”的不同应用场景。
- 速度公式应用：通过时间、速度计算距离，注意往返时间需折半。
- 图像数据分析：结合超声波反射时间与距离的关系，推断指纹形状。
第（1）题
第一空
人类听觉上限为$20000\ \text{Hz}$，超声波频率高于此值，故填$20000$。
第二空
超声波频率超出人耳范围，因此人耳不能听到。
第（2）题
超声波能穿透玻璃等材料，文中明确提到“穿透能力强”，故填此特点。
第（3）题
关键区分点：超声波指纹识别通过反射波获取信息（传递信息），而选项B利用超声波振动清洁（传递能量），故选B。
第（4）题
计算单程时间
总时间$8\times10^{-6}\ \text{s}$为往返时间，单程时间为：
$t = \frac{8\times10^{-6}}{2} = 4\times10^{-6}\ \text{s}$
代入公式计算距离
$s = vt = 900\ \text{m/s} \times 4\times10^{-6}\ \text{s} = 3.6\ \text{mm}$
第（5）题
图像分析：超声波传播速度相同，时间越长对应距离越远。图中时间变化表明指纹表面高低不平，时间长处为凹陷区域，对应选项A。