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考试科目代码及名称：[911]基础物理

说明：

一、考试的基本要求

主要目的是考查考生对《基础物理》力学、热学、电磁学、光学和狭义相对论及量子力学共五个部分中各项内容的理解和掌握的程度。

对各部分知识内容要求掌握的程度，可分两个层面：第一层面为“理解”;第二层面为“掌握”。其中“理解”的含义为：对所列知识能在有关问题中识别和直接使用;而“掌握”的含义为：对所列知识除了要理解其确切含义及与其他知识的联系外，还能够在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。

本专业方向要求考生比较全面系统的理解和掌握相关基本概念、原理、定律和实验方法，并能够综合运用所学知识分析和解决一定难度的实际问题。

二、考试内容和考试要求

力学部分：

1.掌握矢量概念，理解质点运动函数的意义和运动的叠加原理以及位移、速度和加速度等概念。

2.掌握一维变速运动、变加速运动、自由落体运动及抛射运动的规律。能利用分离变量法求解质点运动学问题。

3.正确理解一般曲线运动的切向加速度和法向加速度的意义，并能正确地进行计算。

4.理解牛顿运动定律的意义以及惯性系的概念。

5.掌握重力、弹性力、摩擦力及万有引力的规律和计算方法。掌握运用牛顿定律解决力学问题。

6.理解惯性力的意义并能利用它来解答简单的力学问题。

7.掌握动量和冲量的概念及动量定理及动量守恒定律。

8.掌握功的定义及变力做功的计算方法。理解质点的动能定理的意义及其应用。

9.掌握保守力作功的特点，掌握重力势能和弹簧的弹性势能的概念及其计算方法。

10.理解刚体、平动和转动、自由度、力矩、转动惯量的概念。掌握刚体定轴转动定律。

11.理解动量矩(角动量)的概念，包括质点在平面内运动和刚体绕定轴转动情况。掌握角动量定理。

12.理解动量矩(角动量)守恒定律及其适用条件。能运用动量矩(角动量)守恒定律分析、计算有关定轴转动的问题。

13.理解刚体运动规律与质点运动规律的联系和类比。

14.理简谐振动的概念及其具有三个特征量的意义和决定因素。掌握用旋转矢量表示简谐振动的方法，理解相位及相位差的物理意义。

15.掌握简谐振动的动力学和运动学特征。能根据条件列出运动微分方程从而判定简谐振动并求出其周期。掌握利用初始条件写出振动表达式的方法。

16.理解简谐振动的能量特征。

17.理解在同一直线上两个同频率简谐振动的合成规律，理解拍与拍频。

18.掌握相的传播的概念写出平面简谐波的波函数并理解波函数和波形图的意义。

19.理解平面简谐波中质元的动能和弹性势能的关系。理解波的能量密度、能流、能流密度以及波的强度等概念。

20.理解惠更斯原理及其对衍射、反射、折射等现象中波的传播方向的说明。

21.掌握波的叠加原理。掌握波的干涉的意义和相干波的条件。掌握干涉现象中合振动出现振幅极大和极小的条件。

22.掌握驻波的概念，包括它形成的条件、波腹和波节的意义和位置、各质元振动的相位关系，及其与行波的区别等。

热学部分：

1.理解理想气体状态方程的意义并能求解有关气体状态的问题。

2.理解理想气体的微观模型和有关的统计性假设。

3.理解理想气体压强和温度的统计意义。

4.掌握能量均分定理和理想气体内能公式。

5.理解速率分布函数及麦克斯韦速率分布定律的意义。

6.理解平均自由程概念及其计算公式的推导。

7.理解热量的概念及功、热和内能的微观意义。

8.掌握热力学第一定律的意义并能利用它对理想气体各过程进行分析和计算。

9.掌握热容量概念并能利用它直接计算理想气体各过程的热量传递。

10.掌握理想气体绝热过程的状态变化特征和能量转化关系。

11.理解循环过程概念及其图线表示法;理解热循环和致冷循环的能量转换特征;理解热效率和致冷系数的意义并能进行计算。

12.理解卡诺循环的特征，能够计算卡诺循环的效率和卡诺逆循环致冷系数。

13.理解热力学第二定律的表达，以及热力学第二定律的重要性和实际应用。理解熵增加原理是自然界最为普遍实用的定律之一。

电磁学部分：

1.掌握电场的概念、电场强度的定义和电场强度叠加原理的意义。

2.掌握电荷元电场的叠加法计算简单电荷体分布的电场强度。

3.理解电通量的概念和高斯定理的意义以及它与库仑定律的关系。

4.掌握用高斯定理求解有特定对称性的电荷分布电场强度的方法，特别是带电的点、线、面带电体的电场强度。

5.理解电势概念引入的条件和它的意义，掌握利用场强线积分和电势叠加原理求已知电荷分布的电势的方法。

6.理解导体静电平衡的条件，掌握静电平衡导体上电荷分布的特点。

7.掌握导体静电平衡的规律求解导体存在时的电场强度和电荷分布的问题。

8.理解电流密度概念及其与电流强度的关系，理解欧姆定律的微分形式。

9.理解电动势的概念，会计算含有电动势的简单电路。

10.掌握洛仑兹力和安培力，并能计算简单情况下载流导线受磁场的作用力。

11.掌握毕奥一萨伐尔定律，并能利用它求简单情况下电流的磁场分布。

12.掌握安培环路定理的意义，并能利用它求具有一定对称性的电流的磁场分布。

13.理解静电场和稳恒磁场的高斯定理及安培环路定理在电磁学中的地位和作用。

14.理解法拉第电磁感应定律公式的意义，特别是公式中负号的意义。

15.理解产生动生电动势的原因，能计算动生电动势并判断它的方向。

16.理解感生电场的意义。

17.理解互感和自感的意义。理解磁场能量的概念。

光学部分：

1.掌握杨氏双缝干涉实验的基本装置及干涉条纹位置的计算。

2. 掌握光程的物理意义，掌握它的计算方法，理解透镜不引起附加光程差的意义。

3.理解等倾干涉实验的基本装置及干涉环产生的原理，包括面光源的应用。

4.掌握等厚干涉实验的基本装置及干涉条纹位置的计算。

5.理解增透膜的原理和迈克耳逊干涉仪的基本结构和工作原理。

6.理解惠更斯-菲涅耳原理。

7.掌握用半波带法分析单缝夫琅和费衍射条纹的产生及其暗纹位置的计算。

8.理解光栅衍射条纹的特点及产生的原因，掌握用光栅方程计算谱线位置的方法。

9.理解光的五种偏振状态;理解用偏振片起偏和检偏的方法;理解马吕斯定律。

狭义相对论及量子力学部分：

1.理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。

2.理解洛仑兹坐标变换。理解同时性的相对性、长度收缩和时间膨胀的概念。

3.掌握狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系，并能用以分析计算有关的简单问题。

4.理解光电效应中入射光频率的影响;理解光子概念及其对光电效应的解释。

5.理解康普顿效应及利用光子概念对这一现象作出的解释。

6.理解实物粒子的波粒二象性及联系波粒二象性的基本公式。

三、考试基本题型

闭卷、笔试。考试时间 180 分钟。试卷满分 150 分。各部分内容占比如下：

力学 20%;热学 20%;电磁学 30%;光学 20%;狭义相对论及量子力学 10%。