阅读下列短文,并回答问题。
超声波指纹识别技术
智能手机已经成为我们日常生活中不可或缺的工具,而保护手机安全的一项重要技术就是指纹识别。目前,大多数智能手机都配备了指纹识别功能。随着科技的发展,一种新型的超声波指纹识别技术开始在全面屏手机中得到应用。
与传统指纹识别技术不同,超声波指纹识别技术是利用指纹模组发出的特定频率的超声波到达手指表面,依据指纹表面对超声波反射的不同建立起三维指纹图形,从而进行比对解锁。超声波是一种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、蓝宝石和塑料等多种材料。超声波指纹识别技术能够不受手指上可能存在的污物影响,如汗水、护手霜等,从而能够提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1) 超声波
(2) 超声波在传播中遇到障碍物时
(3) 超声波能够透过屏幕进行指纹识别,是因为超声波具有
(4) 超声波指纹识别技术利用了超声波传递
(5) 超声波指纹识别技术利用了仿生学原理,其工作原理与下列某种生物相似,该生物是(
A. 蝙蝠 B. 蜘蛛 C. 青蛙 D. 猫
超声波指纹识别技术
智能手机已经成为我们日常生活中不可或缺的工具,而保护手机安全的一项重要技术就是指纹识别。目前,大多数智能手机都配备了指纹识别功能。随着科技的发展,一种新型的超声波指纹识别技术开始在全面屏手机中得到应用。
与传统指纹识别技术不同,超声波指纹识别技术是利用指纹模组发出的特定频率的超声波到达手指表面,依据指纹表面对超声波反射的不同建立起三维指纹图形,从而进行比对解锁。超声波是一种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、蓝宝石和塑料等多种材料。超声波指纹识别技术能够不受手指上可能存在的污物影响,如汗水、护手霜等,从而能够提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1) 超声波
不能
(能/不能)在真空中传播。(2) 超声波在传播中遇到障碍物时
会
(会/不会)有一部分被反射回来形成回声。(3) 超声波能够透过屏幕进行指纹识别,是因为超声波具有
较强的穿透能力
的特点。(4) 超声波指纹识别技术利用了超声波传递
信息
(信息/能量)的特性。(5) 超声波指纹识别技术利用了仿生学原理,其工作原理与下列某种生物相似,该生物是(
A
)。A. 蝙蝠 B. 蜘蛛 C. 青蛙 D. 猫
答案：(1) 不能 (2) 会 (3) 较强的穿透能力 (4) 信息 (5) A
解析：
【分析】
本题是结合短文阅读与声学知识的题目，解题思路如下：1. 回忆声波的传播条件，判断超声波能否在真空中传播；2. 依据声波的反射特性，判断超声波遇到障碍物是否会形成回声；3. 从短文中提取超声波的特点，分析其能透过屏幕的原因；4. 结合声音的利用类型，判断超声波指纹识别传递的是信息还是能量；5. 分析各生物的原理，结合超声波指纹的工作原理（反射超声波），选出对应生物。
【解析】
(1) 超声波属于声波，声波的传播需要介质，真空无法传声，因此超声波不能在真空中传播；
(2) 声波在传播时遇到障碍物会发生反射形成回声，超声波属于声波，所以遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回声；
(3) 根据短文内容，超声波具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、塑料等材料，因此可以透过屏幕进行指纹识别；
(4) 超声波指纹识别技术通过反射的超声波建立三维指纹图形，完成比对解锁，这是利用了超声波传递信息的特性；
(5) 超声波指纹识别技术是利用超声波的反射获取信息，蝙蝠通过发出超声波、接收反射波来定位，原理相似；蜘蛛、青蛙、猫的原理与此不同，故选A。
【答案】
(1) 不能 (2) 会 (3) 较强的穿透能力 (4) 信息 (5) A
【知识点】
超声波的传播、声波的反射、超声波的特点、声音与信息
【点评】
本题结合短文考查声学基础知识点，难度较小，需要学生从短文中提取关键信息，并结合已学声学知识解答，注重知识的应用与信息提取能力。
【难度系数】
0.7
本题是结合短文阅读与声学知识的题目，解题思路如下：1. 回忆声波的传播条件，判断超声波能否在真空中传播；2. 依据声波的反射特性，判断超声波遇到障碍物是否会形成回声；3. 从短文中提取超声波的特点，分析其能透过屏幕的原因；4. 结合声音的利用类型，判断超声波指纹识别传递的是信息还是能量；5. 分析各生物的原理，结合超声波指纹的工作原理（反射超声波），选出对应生物。
【解析】
(1) 超声波属于声波，声波的传播需要介质，真空无法传声，因此超声波不能在真空中传播；
(2) 声波在传播时遇到障碍物会发生反射形成回声，超声波属于声波，所以遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回声；
(3) 根据短文内容，超声波具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、塑料等材料，因此可以透过屏幕进行指纹识别；
(4) 超声波指纹识别技术通过反射的超声波建立三维指纹图形，完成比对解锁，这是利用了超声波传递信息的特性；
(5) 超声波指纹识别技术是利用超声波的反射获取信息，蝙蝠通过发出超声波、接收反射波来定位，原理相似；蜘蛛、青蛙、猫的原理与此不同，故选A。
【答案】
(1) 不能 (2) 会 (3) 较强的穿透能力 (4) 信息 (5) A
【知识点】
超声波的传播、声波的反射、超声波的特点、声音与信息
【点评】
本题结合短文考查声学基础知识点，难度较小，需要学生从短文中提取关键信息，并结合已学声学知识解答，注重知识的应用与信息提取能力。
【难度系数】
0.7
1. 如图1-5-1所示，向8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度，用玻璃棒敲击瓶身，就可以发出“1(do)、2(re)、3(mi)、4(fa)、5(sol)、6(la)、7(si)”的声音来；而用嘴对着每个玻璃瓶口吹气，可以发出哨声。
（1）可以根据声音的
（2）当用较大的力敲击瓶身时，发出声音的
（3）当用玻璃棒敲击瓶身时，
（4）当对着瓶口吹气时，
（1）可以根据声音的
音色
来区分是玻璃棒的敲击声还是用嘴吹的声音。（2）当用较大的力敲击瓶身时，发出声音的
响度
较大。（3）当用玻璃棒敲击瓶身时，
玻璃瓶和水
是声源，从左向右，声音的音调越来越高
。（4）当对着瓶口吹气时，
空气柱
是声源，从左向右，声音的音调越来越低
。答案：1.（1）音色 （2）响度 （3）玻璃瓶和水 越来越高 （4）空气柱 越来越低
解析：
【分析】
解决本题需明确声音的三个特性（音色、响度、音调）的决定因素，以及不同发声方式对应的声源：①区分不同发声体的声音依靠音色，音色由发声体的材料、结构决定；②响度与振幅有关，振幅越大响度越大；③音调由振动频率决定，频率越高音调越高；④敲击瓶身时振动主体是玻璃瓶和水，吹气时振动主体是瓶内空气柱，结合瓶内水的变化分析振动频率即可。
【解析】
（1）不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，因此可根据音色区分敲击瓶身的声音和吹气的声音；
（2）响度由振幅决定，用较大的力敲击瓶身时，瓶身的振动振幅增大，所以发出声音的响度较大；
（3）用玻璃棒敲击瓶身时，振动的物体是玻璃瓶和水，因此声源为玻璃瓶和水；从左向右，瓶内水的高度逐渐降低，玻璃瓶和水的总质量减小，振动频率变高，所以声音的音调越来越高；
（4）对着瓶口吹气时，振动的物体是瓶内的空气柱，因此声源为空气柱；从左向右，瓶内水的高度逐渐降低，空气柱的长度逐渐变长，振动频率变低，所以声音的音调越来越低。
【答案】
（1）音色 （2）响度 （3）玻璃瓶和水；越来越高 （4）空气柱；越来越低
【知识点】
声音的特性；声源；音调的影响因素
【点评】
本题结合生活中的常见现象，考查声音的相关基础知识，核心是区分不同发声方式的振动主体，以及音调和频率的关系，属于基础应用类题目，需准确掌握概念即可解答。
【难度系数】
0.3
解决本题需明确声音的三个特性（音色、响度、音调）的决定因素，以及不同发声方式对应的声源：①区分不同发声体的声音依靠音色，音色由发声体的材料、结构决定；②响度与振幅有关，振幅越大响度越大；③音调由振动频率决定，频率越高音调越高；④敲击瓶身时振动主体是玻璃瓶和水，吹气时振动主体是瓶内空气柱，结合瓶内水的变化分析振动频率即可。
【解析】
（1）不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，因此可根据音色区分敲击瓶身的声音和吹气的声音；
（2）响度由振幅决定，用较大的力敲击瓶身时，瓶身的振动振幅增大，所以发出声音的响度较大；
（3）用玻璃棒敲击瓶身时，振动的物体是玻璃瓶和水，因此声源为玻璃瓶和水；从左向右，瓶内水的高度逐渐降低，玻璃瓶和水的总质量减小，振动频率变高，所以声音的音调越来越高；
（4）对着瓶口吹气时，振动的物体是瓶内的空气柱，因此声源为空气柱；从左向右，瓶内水的高度逐渐降低，空气柱的长度逐渐变长，振动频率变低，所以声音的音调越来越低。
【答案】
（1）音色 （2）响度 （3）玻璃瓶和水；越来越高 （4）空气柱；越来越低
【知识点】
声音的特性；声源；音调的影响因素
【点评】
本题结合生活中的常见现象，考查声音的相关基础知识，核心是区分不同发声方式的振动主体，以及音调和频率的关系，属于基础应用类题目，需准确掌握概念即可解答。
【难度系数】
0.3
2. 小明与同学一起利用如图 1-5-2 所示的实验装置探究琴弦发声音调与哪些因素有关。一块木板上有 A、B 两个楔支撑着琴弦，其中 A 楔固定，B 楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度，琴弦的末端固定在点 O 处，另一端通过滑轮悬挂多个相同的重物，调整重物的个数可以改变琴弦绷紧的程度。琴弦发出声音的频率可以用手机测量。实验结果记录在表 1 中。
（1）根据表1中的数据可知，第
（2）可用表1中①、②两次实验数据来分析弦的音调和弦的
（3）分析
表1
（4）小组内同学提出，琴弦的粗细可能也会影响音调，请你在表2中完善实验参数，以验证上述猜想。实验室有长度相同、粗细为1.0 mm、0.8 mm、0.5 mm三种规格的琴弦。
表2
（5）图1-5-3所示是小明曾经制作的发音盒，但是拨动盒上的弦，发音盒不能正常发声，他认为可能是由于细绳太松。你是否认同这一猜测？若认同，请说明理由；若不认同，请根据所学知识提出你的猜想及理由。
（1）根据表1中的数据可知，第
①
次实验中琴弦发声的音调最高。（2）可用表1中①、②两次实验数据来分析弦的音调和弦的
长度
的关系。（3）分析
②、③
（填序号）两次实验数据可以发现：当弦的长度相同时，弦越紧，音调越高
。表1
（4）小组内同学提出，琴弦的粗细可能也会影响音调，请你在表2中完善实验参数，以验证上述猜想。实验室有长度相同、粗细为1.0 mm、0.8 mm、0.5 mm三种规格的琴弦。
表2
（5）图1-5-3所示是小明曾经制作的发音盒，但是拨动盒上的弦，发音盒不能正常发声，他认为可能是由于细绳太松。你是否认同这一猜测？若认同，请说明理由；若不认同，请根据所学知识提出你的猜想及理由。
答案：2.（1）① （2）长度 （3）②、③ 越紧，音调越高 （4）0.8 0.8 2 0.8 0.5 2 （5）认同 因为细绳太松，不能形成有效的振动，影响发声
解析：
【分析】
要解决这道题，需明确弦乐器的音调与弦的长度、绷紧程度、粗细有关，实验采用控制变量法（探究某一因素对音调的影响时，需控制其他因素不变）。（1）音调由振动频率决定，频率越高音调越高，需找到频率最大的实验；（2）对比①②实验，控制绷紧程度、改变长度，分析变量关系；（3）探究长度相同时音调与绷紧程度的关系，需选长度相同的两组；（4）验证粗细的影响，需控制长度和绷紧程度相同，更换不同粗细；（5）弦太松会影响振动频率，进而影响发声。
【解析】
（1）音调由发声体振动的频率决定，频率越高音调越高，分析表1数据可知第①次实验琴弦振动频率最高，故音调最高，填①；
（2）①、②两次实验中，琴弦的绷紧程度（重物个数）相同，振动部分的长度不同，因此是分析弦的音调和弦的长度的关系；
（3）要探究弦长度相同时，弦的音调与绷紧程度的关系，需控制长度相同、改变绷紧程度，故分析②、③两次实验数据，可发现：当弦的长度相同时，弦越紧，音调越高；
（4）验证琴弦粗细对音调的影响，需控制琴弦长度、绷紧程度相同，仅改变粗细，因此表2中参数应满足长度相同、重物个数相同、粗细不同，对应参数为0.8、0.8、2、0.8、0.5、2；
（5）认同该猜测，因为细绳太松时，无法形成有效的振动，会影响弦的正常振动，导致发音盒不能正常发声。
【答案】
（1）①；（2）长度；（3）②、③；越紧，音调越高；（4）0.8、0.8、2、0.8、0.5、2；（5）认同，因为细绳太松，不能形成有效的振动，影响发声。
【知识点】
弦乐器音调的影响因素；控制变量法
【点评】
本题是声学中探究弦乐器音调影响因素的典型实验题，重点考查控制变量法的应用，要求学生理解音调与频率的关系，掌握实验设计中控制变量的方法，难度适中，是声学部分的基础考查题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确弦乐器的音调与弦的长度、绷紧程度、粗细有关，实验采用控制变量法（探究某一因素对音调的影响时，需控制其他因素不变）。（1）音调由振动频率决定，频率越高音调越高，需找到频率最大的实验；（2）对比①②实验，控制绷紧程度、改变长度，分析变量关系；（3）探究长度相同时音调与绷紧程度的关系，需选长度相同的两组；（4）验证粗细的影响，需控制长度和绷紧程度相同，更换不同粗细；（5）弦太松会影响振动频率，进而影响发声。
【解析】
（1）音调由发声体振动的频率决定，频率越高音调越高，分析表1数据可知第①次实验琴弦振动频率最高，故音调最高，填①；
（2）①、②两次实验中，琴弦的绷紧程度（重物个数）相同，振动部分的长度不同，因此是分析弦的音调和弦的长度的关系；
（3）要探究弦长度相同时，弦的音调与绷紧程度的关系，需控制长度相同、改变绷紧程度，故分析②、③两次实验数据，可发现：当弦的长度相同时，弦越紧，音调越高；
（4）验证琴弦粗细对音调的影响，需控制琴弦长度、绷紧程度相同，仅改变粗细，因此表2中参数应满足长度相同、重物个数相同、粗细不同，对应参数为0.8、0.8、2、0.8、0.5、2；
（5）认同该猜测，因为细绳太松时，无法形成有效的振动，会影响弦的正常振动，导致发音盒不能正常发声。
【答案】
（1）①；（2）长度；（3）②、③；越紧，音调越高；（4）0.8、0.8、2、0.8、0.5、2；（5）认同，因为细绳太松，不能形成有效的振动，影响发声。
【知识点】
弦乐器音调的影响因素；控制变量法
【点评】
本题是声学中探究弦乐器音调影响因素的典型实验题，重点考查控制变量法的应用，要求学生理解音调与频率的关系，掌握实验设计中控制变量的方法，难度适中，是声学部分的基础考查题。
【难度系数】
0.5