超声波气流通过激波时，气流的（ ）将减小。

这是一道关于气体动力学中**激波（Shock Wave）**特性的经典题目。以下是详细的解析： ### 核心结论 当超声速气流通过**正激波**时，气流会发生突跃式的变化。根据激波关系式（Rankine-Hugoniot relations），气流经过激波后： * **速度减小**（由超声速变为亚声速或较低的超声速） * **压强增大** * **密度增大** * **温度升高** 因此，唯一减小的物理量是**速度**。答案选 **B**。 --- ### 详细原理解析 #### 1. 激波的本质 激波是压缩性流体中一种极薄的波面，气流通过激波时，流动参数（压力、密度、温度、速度等）会发生不连续的突变。激波产生的根本原因是上游扰动无法逆流传播至下游，导致能量和动量在波面上堆积。 #### 2. 守恒定律分析 我们可以利用质量、动量和能量守恒定律来定性分析气流通过激波后的变化： * **质量守恒**：$\rho_1 V_1 = \rho_2 V_2$ * 其中 $\rho$ 为密度，$V$ 为速度，下标 1 代表激波前，2 代表激波后。 * **动量守恒**：$P_1 + \rho_1 V_1^2 = P_2 + \rho_2 V_2^2$ * 其中 $P$ 为压强。 * **能量守恒**：总焓保持不变（假设绝热过程）。 #### 3. 参数变化推导 对于超声速气流（马赫数 $M_1 > 1$）通过正激波： 1. **速度 ($V$)**： 激波是一个强烈的压缩过程。为了满足动量守恒，当气流受到强烈压缩时，其动能必须转化为内能（表现为压力和温度的升高）。因此，**流速必然降低**。如果激波足够强，超声速气流甚至会转变为亚声速气流。 * 结论：**速度减小**。 2. **压强 ($P$)**： 气流被压缩，分子碰撞加剧，导致静压显著升高。这是激波最显著的特征之一（激波阻力主要来源）。 * 结论：**压强增大**。 3. **密度 ($\rho$)**： 由于气流被压缩，单位体积内的质量增加，因此密度增大。 * 结论：**密度增大**。 4. **温度 ($T$)**： 根据理想气体状态方程 $P = \rho R T$，既然 $P$ 增大且 $\rho$ 增大，但 $P$ 的增长幅度通常大于 $\rho$ 的增长幅度（或者从能量角度看，动能转化为内能），导致温度显著升高。 * 结论：**温度升高**。 ### 总结对比表 | 物理量 | 激波前 (上游) | 激波后 (下游) | 变化趋势 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **马赫数/速度** | 超声速 ($M>1$) | 降低 ($M_2 < M_1$) | **减小** ✅ | | **压强** | $P_1$ | $P_2$ | 增大 | | **密度** | $\rho_1$ | $\rho_2$ | 增大 | | **温度** | $T_1$ | $T_2$ | 升高 | | **总压** | $P_{01}$ | $P_{02}$ | 减小 (不可逆损失) | *(注：虽然总压也减小，但选项中通常考察的是静参数。在给出的选项 A、B、C、D 中，只有速度是减小的静参数/流动参数。)* ### 最终答案 故正确答案为 **B. 速度**。