2018年天津工業(yè)大學(xué)碩士研究生普通物理學(xué)考試大綱

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天津工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試業(yè)務(wù)課考試大綱

考試科目代碼：610 課程名稱：普通物理學(xué)

一、 總體考試要求

本普通物理學(xué)考試大綱適用于天津工業(yè)大學(xué)研究生院的碩士研究生入學(xué)考試。“普通物理學(xué)”是一門(mén)重要基礎(chǔ)理論課，本科目的考試內(nèi)容主要包括力學(xué)、電磁學(xué)、氣體動(dòng)理論及熱力學(xué)、振動(dòng)和波、波動(dòng)光學(xué)五部分。要求考生對(duì)其中的基本概念有很深入的理解，對(duì)普通物理學(xué)中基本定理、定律、原理和分析方法能夠有比較全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和正確的理解，具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

二、考試內(nèi)容及比例

(一) 力學(xué) (30%-45%)

1.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(5%-15%)

(1)掌握質(zhì)點(diǎn)、參照系、坐標(biāo)系等概念。

(2)掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)變化的物理量。

(3)在平面直角坐標(biāo)系中，已知運(yùn)動(dòng)方程會(huì)計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)位置矢量和位移，并利用微分學(xué)計(jì)算速度和加速度。

(4)能熟練地計(jì)算質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角加速度、切向加速度及法向加速度，并能計(jì)算簡(jiǎn)單曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的切向加速度和法向加速度。

2.質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)(10%-20%)

(1)掌握牛頓三定律及其適用條件。

(2)掌握功的概念，能熟練地計(jì)算直線運(yùn)動(dòng)情況下變力所作的功，掌握保守力作功的特點(diǎn)及勢(shì)能的概念，會(huì)計(jì)算勢(shì)能。

(3)掌握質(zhì)點(diǎn)及系統(tǒng)的功能定理、功能原理和動(dòng)量定理。

(4)掌握機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律以及它們的適用條件，掌握運(yùn)用守恒定律分析問(wèn)題的思想和方法。

3.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)(5%-15%)

(1)理解剛體的模型意義，理解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念。

(2)掌握剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)定律。

(3)理解剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的功能定律，會(huì)計(jì)算包含質(zhì)點(diǎn)和簡(jiǎn)單剛體(盤(pán)、桿等)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能。

(4)理解質(zhì)點(diǎn)和剛體對(duì)定點(diǎn)、定軸的動(dòng)量矩(角動(dòng)量)概念，理解動(dòng)量矩守恒定律及其適用條件，能應(yīng)用動(dòng)量矩守恒定律分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。

(二) 振動(dòng)和波(5%-10%)

1.機(jī)械振動(dòng)

(1)掌握描述諧振動(dòng)的各物理量(特別是相位)的物理意義及各量之間的相互關(guān)系。

(2)掌握旋轉(zhuǎn)矢量法，并能用以分析有關(guān)問(wèn)題。

(3)掌握諧振動(dòng)的基本特征(包括位移、加速度、能量變化特征及曲線)能建立彈簧振子或單擺諧振動(dòng)的微分方程;能根據(jù)給定的初始條件寫(xiě)出一維諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程，并理解其物理意義。

(4)掌握兩個(gè)同方向、同頻率振動(dòng)的合成規(guī)律，以及合振動(dòng)振幅極大和極小的條件;了解拍的形成條件及特點(diǎn);了解相互垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。

(5)了解阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振。

2.機(jī)械波

(1)掌握簡(jiǎn)諧波動(dòng)的各物理量(特別是相位)的物理意義及各量之間的相互關(guān)系。

(2)理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件。

(3)掌握已知質(zhì)點(diǎn)的諧振動(dòng)方程，建立平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)的方法以及波函數(shù)的物理意義;理解波形圖線，結(jié)合波形圖線進(jìn)一步理解在波動(dòng)傳播過(guò)程中的空間周期性、時(shí)間周期性及二者關(guān)系。

(4)了解波的能量傳播特征及能流、能流密度等概念。

(5)理解惠更斯原理和波的疊加原理，掌握波的相干條件，能應(yīng)用相位差或波程差概念分析和確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件。

(6)理解駐波及其形成條件，了解駐波和行波的區(qū)別。

(三) 氣體動(dòng)理論及熱力學(xué) (5%-10%)

1.氣體動(dòng)理論

(1)能從宏觀和統(tǒng)計(jì)意義上理解壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能等概念，了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)。

(2)了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的圖象，理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式及它們的物理意義。

(3)通過(guò)推導(dǎo)氣體壓強(qiáng)公式，了解從提出模型、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均、建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系到闡明宏觀量微觀本質(zhì)的思想和方法。

(4)了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義，了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的算術(shù)平均速率、均方根速率、最可幾速率的求法和意義。

(5)理解氣體分子平均能量按自由度均分原理，并會(huì)計(jì)算理想氣體內(nèi)能。

(6)了解氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程。

2.熱力學(xué)

(1)掌握功和熱量的概念，理解平衡過(guò)程。

(2)掌握熱力學(xué)第一定律;能熟練地分析、計(jì)算、理想氣體各等值過(guò)程和絕熱過(guò)程中的功、熱量、內(nèi)能改變量;理解理想氣體的定容熱容、定壓熱容和比熱的物理意義，及由單原子分子、剛性雙原子分子構(gòu)成的理想氣體的上述三個(gè)物理量常數(shù)的計(jì)算;掌握熱機(jī)循環(huán)效率的物理意義，會(huì)計(jì)算包括卡諾循環(huán)在內(nèi)的，一些由等值過(guò)程、絕熱過(guò)程等構(gòu)成的循環(huán)的熱效率。

(3)理解可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程，理解熱力學(xué)第二定律的兩種敘述及其等價(jià)性;了解熱力學(xué)定律的統(tǒng)計(jì)意義及無(wú)序性;了解熵的概念及熵增加原理。

(四) 電磁學(xué)(30%-45%)

1.靜電場(chǎng) (10%-20%)

(1)掌握靜電場(chǎng)強(qiáng)度、電位移矢量和電勢(shì)的概念以及場(chǎng)的疊加原理，掌握電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)的積分關(guān)系，了解場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的微分關(guān)系，能計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)。

(2)理解靜電場(chǎng)的規(guī)律——高斯定理，掌握用高斯定理計(jì)算真空和介質(zhì)中場(chǎng)強(qiáng)的條件和方法，并能熟練應(yīng)用，且能進(jìn)而計(jì)算電勢(shì)及電勢(shì)差等。

(3)理解點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力作用下做簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的情況及電場(chǎng)力作功。

(4)理解靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的靜電平衡條件，及一些簡(jiǎn)單對(duì)稱形狀的導(dǎo)體電荷分布。

(5)了解介質(zhì)的極化及其微觀解釋，了解各向同性介質(zhì)中和的關(guān)系;理解電容的定義及其物理意義，會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單電容器的電容;理解電能密度，能計(jì)算電容器貯存電場(chǎng)能及簡(jiǎn)單對(duì)稱情況下電場(chǎng)貯存的場(chǎng)能。

2.穩(wěn)恒電流(5%-10%)

了解電流密度矢量、歐姆定律微分形式的物理意義;掌握電動(dòng)勢(shì)的概念。

3.磁場(chǎng) (10%-20%)

(1)掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念;掌握畢奧-薩伐爾定律，并能計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

(2)理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的規(guī)律——安培環(huán)路定理，掌握用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法;理解運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律;理解安培定律和洛侖茲力公式，理解磁矩概念，能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)線和載流平面線圈在磁場(chǎng)中所受的力和力矩，及磁力的功，能分析點(diǎn)電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力的簡(jiǎn)單情況。

(3)掌握法拉第電磁感應(yīng)定律理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及感生電動(dòng)勢(shì)的概念和規(guī)律;理解自感系數(shù)和互感系數(shù)的定義及其物理意義;理解磁場(chǎng)的物質(zhì)性及磁能密度概念，能計(jì)算自感線圈及簡(jiǎn)單磁場(chǎng)里貯存的磁能能量。

(4)了解磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象及其微觀解釋，了解鐵磁質(zhì)的特性，了解各向同性介質(zhì)中和之間關(guān)系;了解介質(zhì)中安培環(huán)路定律;了解渦旋電場(chǎng)、位移電流的概念;了解麥克斯韋電磁場(chǎng)的基本理論及麥克斯韋方程組積分形式的物理意義，了解電磁波譜。

 (五) 波動(dòng)光學(xué) (5%-10%)

1.光的干涉

(1)理解相干光的條件及獲得方法(分波前法和分振幅法)。

(2)掌握光程的概念及光程差和位相差的關(guān)系。

(3)掌握楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋(劈尖、牛頓環(huán)等)形成的規(guī)律。

(4)了解邁克耳遜干涉儀的工作原理。

2.光的衍射

(1)了解惠更斯-菲涅耳原理，掌握單縫夫瑯和費(fèi)衍射條紋分布規(guī)律，掌握菲涅耳半波帶法，并用以分析縫寬、波長(zhǎng)對(duì)衍射條紋分布的影響。

(2)掌握光柵衍射公式及其衍射條紋分布特點(diǎn)(包括缺級(jí)問(wèn)題)，會(huì)確定光柵衍射譜線的位置，理解光柵光譜的分布規(guī)律。

(3)了解光學(xué)儀器分辨率。

(4)了解X射線衍射現(xiàn)象及布拉格方程。

3.光的偏振

(1)理解自然光和偏振光的概念。

(2)了解偏振光的獲得方法和檢驗(yàn)方法。

(3)掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律。

(4)了解雙折射現(xiàn)象。

三、考試題型及比例

1.簡(jiǎn)答題(基本的物理概念及定理、定律、原理)15%-25%

2.證明題 20%-30%

3.計(jì)算題 45%-60%

四、考試形式及時(shí)間

“普通物理學(xué)”的考試形式為筆試，考試時(shí)間為3小時(shí)。

五、主要參考教材(參考書(shū)目)

1.《大學(xué)物理學(xué)》(第二版)，張三慧主編 清華大學(xué)出版社。

2.《普通物理學(xué)》(第五版)，程守洙、江之永編，高等教育出版社。