中国科技大学940材料科学基础B2020年考研专业课初试大纲

2020年中国科学院大学考研专业课初试大纲
中国科学院大学硕士研究生入学考试
《普通化学（甲）》考试大纲
一、考试科目基本要求及适用范围概述
本《普通化学（甲）》考试大纲适用于报考中国科学院大学化学、化工类专
业的硕士研究生入学考试。

普通化学对化学作一概括的阐述和研讨，是化学、
化工类专业的基础理论课程。

普通化学主要介绍化学的基本概念和方法，主要
内容有：气体和液体的基本定律、化学热力学和化学反应方向、化学平衡、化
学动力学和反应速率方程、原子结构和量子论的若干推论、分子结构和理论、
晶体结构、配位化合物和元素化学。

要求考生了解各种基本概念，理解、掌握
各种基本理论和应用，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

二、考试形式和试卷结构
考试形式为闭卷笔试，考试时间为180分钟，总分150分；题型包括判断、选择、填空、问答、计算。

三、考试内容
（一）气体
1. 理想气体状态方程
2. 气体化合体积定律和Avogadro假说
3. 气体分压定律
4. 气体扩散定律
5. 气体分子运动论
6. 分子的速度分布和能量分布
7．实际气体和Van der Waals方程
(二) 相变·液态
1．气体的液化·临界现象
2．液体的蒸发·蒸气压
3．液体的凝固·固体的熔化
4．水的相图
5．液体和液晶
(三)溶液
1．溶液的浓度
2．溶解度
3．非水电解质稀溶液的依数性
4．电解质溶液的依数性与导电性
5．胶体溶液
(四)化学热力学
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材料科学基础考研大纲解析大纲解析及重点知识（自编）【考试大纲解析】绪论部分材料科学与工程：1.材料的主要类型及其基本特性。

工程材料主要可以划分为：金属、陶瓷、聚合物、复合材料、半导体。

通常所说的三大固体材料是：金属材料（金属中大量的自由电子能在金属两端电势差的作用下定向流动，形成电流，显示金属良好的导电性。

温度升高，金属正离子振动振幅增大，电子运动受阻，电阻升高，因此金属具有正的电阻温度系数。

金属热量的传递，不仅依靠金属正离子的振动，更由于自由电子的运动，极大地增强了热量传递，所以金属具有良好的导热性。

自由电子容易吸收可见光的能量，随后又将吸收的可见光的能量辐射出来，从而使金属不透明具有光泽。

金属的两部分作相对位移时，金属正离子仍沉浸在电子云中，保持着金属键结合，因此金属能变形而不断裂，表现出延展性。

）、陶瓷材料（也叫无机非金属材料，特性：）、高分子材料（特性：质量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀性能好、绝缘性好。

）第1部分材料的原子结构与键合1.原子结构与原子的电子结构；原子结构、原子排列对材料性能的影响。

决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律，以及原子集合体的形貌特征等。

原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。

原子的电子结构：电子在原子核外空间作高速旋转运动，就好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，故称为电子云。

电子既具有粒子性又具有波动性，即波粒二象性。

2.材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。

【解析】结合键可分为化学键和物理键两大类。

化学键包括金属键、离子键和共价键；物理键即范德瓦尔斯力。

此外还有一种氢键，性质介于化学键和范德瓦尔斯力之间。

金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。

金属键无饱和性和方向性。

离子键——正负离子依靠他们之间的静电引力结合在一起。

2020年中国科学院大学考研专业课初试大纲中国科学院大学硕士研究生入学考试《量子力学》考试大纲本《量子力学》考试大纲适用于中国科学院大学物理学相关各专业（包括理论与实验类）硕士研究生的入学考试。

本科目考试的重点是要求熟练掌握波函数的物理解释，薛定谔方程的建立、基本性质和精确的以及一些重要的近似求解方法，理解这些解的物理意义，熟悉其实际的应用。

掌握量子力学中一些特殊的现象和问题的处理方法，包括力学量的算符表示、对易关系、不确定度关系、态和力学量的表象、电子的自旋、粒子的全同性、泡利原理、量子跃迁及光的发射与吸收的半经典处理方法等，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

一．考试内容：（一）波函数和薛定谔方程波粒二象性，量子现象的实验证实。

波函数及其统计解释，薛定谔方程，连续性方程，波包的演化。

能量本征值方程，定态与非定态。

态叠加原理，测量与波包的塌缩。

（二）一维势场中的粒子一维势场中粒子能量本征态的一般性质，一维方势阱的束缚态，方势垒的穿透，方势阱中的反射、透射与共振。

δ-势的穿透和δ-势阱中的束缚态，一维谐振子。

（三）力学量用算符表示各种算符的定义及算符的运算规则。

厄米算符的本征值与本征函数。

不确定关系，共同本征函数，对易力学量的完全集。

箱归一化，连续本征函数的归一化。

力学量平均值随时间的演化，量子力学的守恒量。

波包的运动，Ehrenfest 定理。

薛定谔-图像与海森伯-图像。

（四）中心力场和电磁场中粒子的运动两体问题化为单体问题，球对称势和径向方程，自由粒子和球形方势阱，三维谐振子，氢原子及类氢离子。

电磁场中的薛定谔方程，电磁场的规范不变性。

正常Zeeman效应，Landau能级。

（五）量子力学的矩阵表示与表象变换态和算符的矩阵表示，表象变换，狄拉克符号，一维谐振子的占有数表象。

（六）自旋及角动量的耦合电子自旋态与自旋算符，总角动量的本征态，碱金属原子光谱的双线结构与反常塞曼效应，自旋单态与三重态，光谱线的精细和超精细结构，自旋纠缠态。

2020年中国科学院大学考研专业课初试大纲
中国科学院大学硕士研究生入学考试
《化工原理》考试大纲
本《化工原理》考试大纲适用于中国科学院大学化学工程、应用化学、化
学工艺、生物化工、环境工程等专业的硕士研究生入学考试。

“化工原理”是化工类及相近专业的重要应用基础课程，以传递过程（动量传递、传质和传热）
为主线，涵盖了化学工业中涉及的主要单元操作过程。

要求考生掌握研究化工
工程问题的方法论，掌握各单元操作过程原理和设备性能，能够进行定量过程
计算和基本的工程设计，并具备综合运用所学知识分析和解决问题的能力。

一、考试基本要求
1．熟练掌握单元操作的基本概念和基础理论；
2．掌握单元操作过程的典型设备的特性，并了解基本选型能力；
3．掌握主要单元操作过程的基本设计和操作计算方法；
4．能够灵活运用单元操作的基本原理，分析解决单元操作常见问题。

二、考试方式与时间
硕士研究生入学《化工原理》考试为笔试，考试时间为180分钟。

三、考试主要内容和要求
（一）流体流动
1、考试内容
（1）流体运动的考察方法、流体受力和能量守恒分析方法；（2）流体静力学
及压强测定；（3）流体流动的连续性方程及其应用；（4）机械能守恒及伯努
利方程的应用；（5）流动型态（层流和湍流）及判据；（6）流速分布及流动
阻力分析计算；；（7）管路计算；（8）流速和流量的测定、流量计;（9）非
牛顿流体与流动。

2、考试要求
熟练掌握流体流动过程中的基本原理及流动规律，包括流体静力学和机械
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2020年中国科学院大学考研专业课初试大纲
中国科学院大学硕士研究生入学考试
《生物化学与分子生物学》考试大纲
一、考试内容
1.蛋白质化学
考试内容
●氨基酸的分类，20种常见氨基酸的简写符号
●氨基酸的酸碱化学性质和氨基酸的化学反应
●氨基酸混合物的分析分离
●蛋白质的化学组成和分类
●肽和肽段的结构及物化性质
●蛋白质分子的结构（一级、二级、高级结构的概念及形式）
●蛋白质一级结构的测定
●蛋白质的理化性质及蛋白质分离纯化
●蛋白质的含量测定和蛋白质纯度鉴定
●蛋白质的变性作用
●蛋白质结构与功能的关系
考试要求
●了解氨基酸、肽的分类
●理解氨基酸的通式与结构
●理解蛋白质二级和三级结构的类型及特点，四级结构的概念及亚基
●掌握氨基酸与蛋白质的物理性质和化学性质
●掌握氨基酸混合物的分离方法
●掌握蛋白质的变性作用
●掌握目前蛋白质一级结构的测定方法
●掌握蛋白质结构与功能的关系
●掌握蛋白质的分离纯化的原则和方法
2.核酸化学
考试内容
●核酸的种类和分布及核酸的生物功能
●核苷酸的结构
●DNA和RNA一级结构的概念和二级结构要特点；DNA的三级结构
●核酸的主要理化特性
●核酸的研究方法
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2020年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称：光学考试时间：120分钟，满分：100分一、考试要求：本课程主要考察学生掌握普通光学中光的干涉、衍射、偏振、几何光学、光学仪器、近代光学等领域基本概念、基本原理及基本方法的情况。

要求考生具备相应的数学基础知识，具有一定的运用光学学基础知识分析和解决实际问题的能力。

二、考试内容：1．光的干涉（1）:波动的独立性、叠加性和相干性。

（2）:由单色波叠加所形成的干涉图样。

（3）:分波面双光束干涉。

（4）:干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性。

（5）:菲涅耳公式。

（6）:分振幅薄膜干涉（等倾和等厚干涉）。

（7）:迈克耳孙干涉仪。

（8）: 法布里——珀罗干涉仪多光束干涉。

（9）: 牛顿环。

2．光的衍射（1）:惠更斯一菲涅耳原理。

（2）:菲涅耳半波带，菲涅耳衍射。

（3）:夫琅禾费单缝衍射。

（4）:夫琅禾费圆孔衍射。

（5）: 平面衍射光栅。

3．几何光学的基本原理（1）:费马原理（2）:光在平面界面上的反射和折射光导纤维（3）:光在球面上的反射和折射（4）: 光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念（5）: 薄透镜（6）: 近轴物近轴光线成像的条件（7）:共轴理想光具组的基点和基面。

4．光学仪器的基本原理（1）:人的眼睛。

（2）:助视仪器的放大本领。

（3）:目镜。

（4）:显微镜的放大本领。

（5）: 望远镜的放大本领。

（6）:光阑光瞳。

（7）:光度学基本概念。

（8）:物镜的聚光本领。

（9）: 像差基本概念。

（10）:助视仪器的像分辨本领。

（11）: 分光仪器的色分辨本领。

5．光的偏振（1）: 光的偏振状态。

（2）: 光通过单轴晶体时的双折射现象。

（3）: 光在晶体中的传播规律。

（4）:偏振器件。

（5）: 椭圆偏振光和圆偏振光。

（6）: 偏振态的实验检验。

（7）: 偏振光的干涉。

（8）: 场致双折射现象及其应用。

（9）: 旋光效应。

6．近代光学（1）: 光与物质相互作用。

2020年硕士研究生复试专业课考试大纲考试科目名称：材料化学考试时间：120分钟，满分：100分一、考试要求：要求考生能够通过对材料化学的学习，深入了解材料结构与性能之间的关系。

考生应掌握无机材料的晶体结构和化学组成的基本知识，以及材料性能与化学反应之间的关系，掌握分子间作用对材料结构的影响规律，并能运用所学的基本概念、理论解决材料类及相关专业的基本问题。

熟悉结晶化学基础，无机非金属晶体及金属晶体材料，分子筛及多孔材料，纳米材料，高分子材料的相关内容，材料的力、热、光、电、磁等性能以及无机固体的合成与制备的基础知识。

二、考试内容：1．材料化学与材料科学的关系及其特点2．材料结构与性能的关系（1）离子键及离子型晶体（2）半径比规则与晶体点阵能（3）过渡型晶体结构中的化学键（4）金属键和能带理论3．结晶化学基础（1）晶体的基本性质（2）晶体的点阵结构（3）晶体的宏观对称性（4）晶体的微观对称性（5）空间群的意义4．无机材料晶体化学（1）金属晶体的晶体结构（2）等径圆球的密堆积（3）不等径圆球的密堆积（4）结晶化学的定律（5）常见无机固体的结构。

5. 固体的性质与功能材料（1）电学性质与电学材料（2）固体的磁性和磁性材料（3）光学性质和光学材料6. 无机固体的合成与制备（1）单分散颗粒的制备原理（2）晶体生长原理（3）胶束理论及其仿生合成原理7．分子筛及其多孔固体材料（1）沸石分子筛的发展历史（2）沸石分子筛的结构（3）沸石分子筛的合成及性质（4）沸石分子筛的应用8．纳米材料与纳米结构（1）纳米效应和纳米结构（2）纳米材料的基本性质及应用9．高分子聚合物（1）高分子的基本概念（2）高分子的结构（3）高分子的性质三、参考书目1.《材料化学》，柳云骐罗根祥孙海翔吴平伟主编，中国石油大学出版社，2012年。

2.《材料化学》，曾兆华杨建文编著第二版化学工业出版社，2015年。

中国科学院大学硕士研究生入学考试《无机化学》考试大纲考试科目基本要求及适用范围概述：本考试大纲适用于报考中国科学院大学化学、化工及材料学科类专业的硕士研究生入学考试。

要求考生全面系统地掌握无机化学的基本概念、基本理论、基本计算,并能很好地解释无机化学中的一些现象和事实，具备较强的分析问题和解决问题的能力。

考试形式闭卷考试，笔试，考试时间180分钟，总分150分。

试卷结构选择题，填空题，问答题，计算题等考试内容：1．物质状态熟练掌握理想气体状态方程，分压定律，分体积定律，了解实际气体的van der Waals方程，由分子运动论推导理想气体定律；掌握液体的蒸发，沸点；了解晶体的外形与内部结构。

2．原子结构理解氢原子光谱和玻尔理论，波粒二象性，几率密度和电子云，波函数的空间图象，四个量子数，多电子原子的能级。

掌握核外电子排布的原则及其与元素周期表的关系，元素基本性质的周期性。

3．化学键与分子结构掌握离子键的形成与特点，离子的特征，离子晶体，晶格能；掌握共价键的本质、原理和特点。

灵活运用杂化轨道理论，价层电子对互斥理论，分子轨道理论。

理解键参数与分子的性质。

理解分子晶体和原子晶体；金属键的共性改价理论和能带理论，金属晶体；极性分子和非极性分子，分子间作用力，离子的极化，氢键。

4．氢和稀有气体了解氢的成键特征，氢的性质、制备方法，氢的化合物氙的性质及化合物，稀有气体的空间结构。

5．化学热力学初步熟练掌握热力学基本概念，热力学第一定律，可逆途径；灵活运用化学反应的热效应，盖斯定律，生成热与燃烧热，从键能估算反应热；了解反应方向概念，理解反应焓变对反应方向的影响，状态函数熵和吉布斯自由能。

6．化学反应速率了解反应速率理论，掌握反应速率的影响因素。

7．化学平衡掌握化学反应的可逆性和化学平衡；灵活运用平衡常数，标准平衡常数Kθ与△G mθ的关系，理解化学平衡移动的影响因素。

r8．溶液了解溶液浓度的表示方法，灵活运用溶解度原理和分配定律；掌握非电解质稀溶液的依数性；了解分散体系和溶胶的制备、性质，溶胶的电泳和粒子结构，溶胶的聚沉和稳定性，高分子溶液。

中国科学院大学2020年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：材料专业综合考生须知：1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。

2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。

3.试题分成四个部分，每一部分试题的分值和为100分，总分值为400分。

考生需在400分的试题中任意选做分值和不超过150分的大题并在答题纸上明确标示。

如果选做大题的分值和超过150分，考生需要在答题纸的最前面标注计分的题号。

如没有标注，判卷将按照所选做试题的题号顺序依次判卷直到所做题目分值和超过150分题目的前一题，后面所做试题视作无效考试内容。

4.可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器，三角板、量角器。

第一部分材料力学（100 分）一、(20 分) 简答题1.如图1所示，解释为何作为脆性材料的木材受压缩时的断面与轴线成45º角。

(8分)图 1 受压缩失效的木材块体图 2 受拉伸材料中的吕德带2.如图2所示，受拉伸的韧性材料试件中经常出现吕德带(Lüders bands)，给出其发生的成因。

(6分)3.写出材料力学中的四个强度理论并给出其适用范围。

(6 分)二、(20 分) 材料力学中主要讨论了拉、压、弯、扭、稳定性、断裂、能量法等内容，请提纲挈领地回答下列问题：1．分别给出拉伸刚度 (EA)、扭转刚度 (GI p)、弯曲刚度 (EI) 、应力强度因子K IC = πa的量纲；(9 分)2．材料筛选中效能因子的定义；(4 分)3．在手机中，射频器件可简化为一个悬臂梁，其长度为L，杨氏模量为M，其材料密度为ρ，请给出该器件的材料筛选原则。

(7 分)三、(20 分) 圆轴的扭转问题中材料的剪切模量为 G，密度为ρ，半径为 R。

请求解下列问题：G1.应用量纲分析，证明圆轴的扭转波速的数量级为：c t ~；ρ(6 分)2.给出该圆轴截面的极惯性矩I p；(5 分)3.建立该圆轴的扭转波动方程：，，这里φ为扭转角，横波波速。