2021年湖南師范大學碩士研究生入學考試自命題科目考試大綱

考試科目代碼： 751      考試科目名稱：物理教學論綜合

一、考試內容及要點

（一）力學部分

1、質點運動學

考試內容

質點的位置矢量、位移、運動學方程、瞬時速度矢量、瞬時加速度矢量、質點的直線運動（從坐標到速度和加速度、從加速度到速度和坐標）、拋體運動、平面直角坐標系、自然坐標、極坐標系、伽利略變換

考試要求

（1）理解運用矢量分析建立位置矢量、位移、速度和加速度概念。

（2）掌握質點在直線運動中由運動學方程求導出速度、加速度。

（3）掌握質點在直線運動中由加速度和初速度求速度和坐標。

（4）理解研究平面曲線運動時坐標系的選取，掌握平面直角坐標系、自然坐標，了解極坐標系。

（5）理解伽利略變換和經典力學的速度、坐標變換關系。

2、動量、牛頓運動定律、動量守恒定律

考試內容

慣性參考系、慣性定律、慣性質量、動量、沖量、動量定理、質點系的動量定理、質心運動定理、動量守恒定律、主動力與被動力、牛頓運動定律及應用、慣性力、非慣性系中的動力學、伽利略的相對性原理

考試要求

（1）理解慣性參考系、慣性定律及其涉及的時空觀問題。

（2）理解慣性質、動量的概念，理解主動力與被動力的概念。

（3）掌握牛頓運動定律，會用牛頓運動定律解決動力學問題，理解慣性力，會用牛頓運動定律解決非慣性系中的動力學問題。

（4）掌握沖量概念，質點組的動量定理，質心運動定理和用外力矢量和為零為條件表述的動量守恒定律。

（5）理解動量守恒定律和牛頓定律對伽利略變換的不變性。

3、動能和勢能

考試內容

能量、元功、功、功率、質點和質點系的動能定理、保守力和非保守力、勢能、功能原理、機械能守恒定律、對心碰撞和非對心碰撞、克尼希定理

考試要求

（1）了解能量的概念，掌握力作功、功率、元功、變力的功以及作用力反作用力之功的關系。

（2）掌握質點和質點系動能定理并能正確應用。

（3）理解保守力和非保守力的概念，理解勢能的概念和求解勢能。

（4）掌握功能原理和機械能守恒定律，會用機械能守恒定律解決力學問題。

（5）理解運用動量和能量研究對心碰撞和非對心碰撞問題。

（6）理解克尼希定理，會用克尼希定理研究粒子的對撞問題。

4、角動量、對稱性

考試內容

質點的角動量、質點對參考點的角動量定理和守恒定律、質點對軸的角動量定理和守恒定律、質點系對質心的角動量定理和守恒定律、對稱性

考試要求

（1）掌握角動量概念，掌握用矢量矢積正確表述質點對參考點、對軸的角動量。掌握質點和質點系的角動量定理和角動量守恒定律以及對質心的角動量定理和守恒律。

（2）了解總能量(動能加勢能)對時空坐標變換的對稱性和守恒律的關系。

5、萬有引力定律

考試內容

開普勒定律、萬有引力定律、引力質量與慣性質量、引力常量的測量、引力勢能、潮汐

考試要求

（1）掌握開普勒定律。

（2）掌握萬有引力定律，理解引力質量與慣性質量的區別聯系，了解引力常量的測量方法。

（3）了解與引力有關的一系列問題，例如引力勢能、宇宙速度、潮汐和宇宙膨脹。

6、剛體力學

考試內容

剛體運動的描述（平動、繞固定軸轉動、平面運動）、剛體的動量、角動量、轉動慣量、剛體的質心運動定理、剛體定軸轉動的角動量定理和轉動定理、剛體的重心、剛體定軸轉動的動能定理、剛體的重力勢能、剛體平面運動的動力學、剛體的平衡、自轉與旋進

考試要求

（1）理解剛體的平動、繞固定軸轉動、平面運動的描述。

（2）理解剛體的質心、動量的概念，掌握剛體的質心運動定理。

（3）理解剛體定軸轉動的角動量、轉動慣量的概念，掌握剛體定軸轉動的角動量定理和轉動定理，并會用剛體定軸轉動的角動量定理和轉動定理解決剛體問題，理解剛體重心的概念。

（4）掌握剛體定軸轉動的動能定理，并會用剛體定軸轉動的動能定理解決剛體問題，理解剛體的重力勢能的概念。

（5）理解剛體的平衡，會列剛體的平衡方程，了解自轉與旋進。

7、彈性體的應力和應變

考試內容

外力、內力、應力、直桿的線應變、胡克定律、拉伸和壓縮的形變勢能、彈性體的剪切形變、彎曲與扭轉

考試要求

（1）了解外力、內力、應力的概念，了解直桿的線應變，掌握胡克定律。

（2）了解拉伸和壓縮的形變勢能、彈性體的剪切形變，了解彎曲與扭轉。

8、振動

考試內容

簡諧振動的動力學特征、簡諧振動的運動學、簡諧振動的能量轉換、簡諧振動的合成、振動的分解、阻尼振動、受迫振動、參數振動、自激振動

考試要求

（1）理解簡諧振動的動力學特征，掌握簡諧振動的運動學方程，x-t圖像，簡諧振動的矢量表示法。

（2）理解簡諧振動的能量轉換。

（3）理解簡諧振動的合成，了解振動的分解。

（4）理解阻尼振動、受迫振動，了解參數振動、自激振動。

9、波動和聲

考試內容

波、平面間諧波方程、波動方程、波速、色散、平均能流密度、聲強、聲壓、波的反射和透射、半波損失、波的疊加和干涉、駐波、多普勒效應

考試要求

（1）理解波的基本概念，掌握平面簡諧波方程的多種形式，掌握平面簡諧波的求法。

（2）了解波動方程，了解波速、色散現象。

（3）了解平均能流密度，了解聲強、聲壓的關系。

（4）理解波的反射和透射，理解半波損失。

（5）理解波的疊加和干涉，理解駐波的概念、駐波方程。

（6）理解多普勒效應。

10、流體力學

考試內容

理想流體、靜止流體內的壓強、流體運動學的基本概念、不可壓縮流體的連續性方程、伯努利方程、流體的動量和角動量、黏性流體的運動

考試要求

（1）理解理想流體的概念，特點，理解靜止流體內的壓強。

（2）理解流體運動學的基本概念，掌握不可壓縮流體的連續性方程、伯努利方程，并會綜合運用連續性方程、伯努利方程求解流體問題。

（3）了解流體的動量和角動量，了解黏性流體的運動。

11、相對論簡介

考試內容

狹義相對論的歷史背景、狹義相對論的基本假設、洛倫茲力變換、尺縮鐘慢的實驗檢驗、相對論的速度變換、相對論的動量和能量、廣義相對論

考試要求

（1）了解狹義相對論的歷史背景。

（2）理解狹義相對論的基本假設，了解洛倫茲力變換、尺縮鐘慢的實驗檢驗。

（3）了解相對論的速度變換、相對論的動量和能量、廣義相對論。

（二）電磁學部分

1、靜電場

考試內容

電荷的種類及檢驗、電荷守恒定律、物體的起電方式、庫侖定律及其矢量形式、靜電力的疊加原理、電場強度及計算、場強的疊加原理、E通量、高斯定理及應用、電場線及電場線的性質、靜電場的環路定律、電勢及計算、電勢差、等勢面、電勢與場強的關系

考試要求

（1）理解電荷的概念、種類及檢驗方法，掌握電荷守恒定律，理解物體起電的方式及其實質。

（2）理解庫侖定律的內容，會應用庫侖定律的矢量形式和電場力的疊加原理解決靜電學問題。

（3）理解電場強度的概念、點電荷的場強公式，掌握場強計算的方法。

理解E通量的概念，掌握高斯定理并會用高斯定理求解場強。

（4）理解電場線的概念、性質。

（5）理解電勢、電勢差、等勢面的概念，掌握電勢計算的方法、靜電場的環路定理，了解電勢與場強的關系。

2、靜電場中的導體

考試內容

靜電平衡（條件、性質、計算）、孤立導體在靜電平衡時的性質、封閉金屬殼內外的靜電場、靜電屏蔽、范德格拉夫起電機、孤立導體的電容、電容器及電容、電容器的聯接及儲能、靜電演示儀器、帶電體系的靜電能

考試要求

（1）理解靜電平衡的條件、靜電平衡時導體的性質，能應用電場線的性質唯象處理靜電平衡時的導體問題。

（2）掌握封閉金屬殼內外的靜電場規律，理解靜電屏蔽的概念，了解范德格拉夫起電機原理。

（3）理解孤立導體電容的物理意義、理解電容的概念、物理意義，理解電容器充放電的過程、掌握電容器聯接時電容的規律。

（4）了解靜電演示儀器、了解感應起電機、靜電計的原理。

（5）理解帶電體系的靜電能，了解帶電導體組的靜電能。

3、靜電場中的電介質

考試內容

電介質與偶極子、偶極子在外電場中的力矩、偶極子激發的電場、電介質的極化（位移極化、取向極化）、極化強度、極化強度與場強的關系、極化電荷、極化電荷與極化強度的關系、電位移、有電介質時的高斯定理、靜電場方程、電場的能量、能量密度

考試要求

（1）理解電介質、偶極子的概念，了解偶極子在外電場中所受的力矩、偶極子激發的靜電場有關內容。

（2）理解電介質的極化機制，掌握極化強度與場強的關系。     

（3）理解極化電荷的概念，掌握極化電荷體密度、面密度與極化強度的關系。

（4）理解電位移的概念，掌握有電介質時的高斯定理公式，會應用高斯定理處理含電介質的靜電場問題。

（5）掌握有電介質時的靜電場方程，了解電介質附近的邊值關系。

（6）理解電場的能量、能量密度的概念。

4、恒定電流和電路

考試內容

恒定電流、電流密度、電流的連續性方程、直流電路、電阻率與溫度系數、歐姆定律及計算、歐姆定律的微分形式、含源電路的歐姆定律及微分形式、全電路的歐姆定律、焦耳定律及計算、電功率、非靜電力、電源與電動勢、電動勢的測量、基爾霍夫方程組及計算、接觸電勢差與溫差電勢差、液體導電與氣體導電

考試要求

（1）理解恒定電流的概念、電流密度的概念，理解電流的連續性方程。

（2）理解電路中基本元件的概念，掌握直流電路的兩個重要的性質。

（3）掌握歐姆定律、焦耳定律，會應用歐姆定律、焦耳定律解決電路問題，理解歐姆定律的微分形式，理解電功率的概念、了解電阻率與溫度系數的關系。

（4）理解非靜電力、電動勢的概念，掌握含源電路的歐姆定律及微分形式、全電路的歐姆定律，會應用全電路的歐姆定律解決電路問題，了解電動勢的測量、電勢差計。

（5）掌握基爾霍夫方程組，會應用基爾霍夫方程組解決復雜電路問題。

（6）了解接觸電勢差與溫差電勢差的概念，了解液體導電與氣體導電。

5、恒定電流的磁場

考試內容

基本磁現象、畢奧—薩伐爾定律、直長載流導線、圓形載流導線、載流螺線管軸線上的磁場、磁場的高斯定理及計算、安培環路定律及計算、帶電粒子在電磁場中的運動、洛倫茲力、磁聚焦、回旋加速器、湯姆遜實驗——電子荷質比的測定、霍爾效應、安培力公式、磁電式電流計原理、磁偶極子

考試要求

（1）了解基本的磁現象，理解磁極、磁荷的概念。

（2）理解畢奧—薩伐爾定律，掌握直長載流導線、圓形載流導線、載流螺線管軸線上的磁場特點。

（3）掌握磁場的高斯定理，會用高斯定理解決磁場問題。

（4）掌握安培環路定理，并會應用安培環路定理解決無限長圓柱形均勻載流導線、無限長載流螺線管、載流螺繞環、均勻載流無限大平面的磁場問題。

（5）理解洛倫茲力的概念，掌握帶電粒在電磁場中的運動情況，掌握回旋加速器、湯姆遜實驗——電子荷質比的測定的原理，了解磁聚焦、霍爾效應。

（6）掌握安培力公式，了解載流線圈在均勻外磁場中的安培力矩，了解磁電式電流計原理，了解磁偶極子的概念。

6、電磁感應與暫態過程

考試內容

電磁感應、法拉第電磁感應定律、楞次定律、動生電動勢與洛倫茲力、動生電動勢的計算、交流發電機、感生電動勢及計算、感生電場的性質、自感及自感現象、互感及互感現象、互感線圈的串聯、渦電流、渦電流熱效應、磁效應、趨膚效應、RL電路的暫態過程、RC電路的暫態過程、RLC電路的暫態過程、自感線圈、互感線圈的磁能

考試要求

（1）理解電磁感應、感應電流的概念，理解電磁感應現象，掌握法拉第電磁感應定律。

掌握楞次定律的兩種表述，會用楞次定律判斷感應電流的方向。

（2）理解動生電動勢的本質，掌握動生電動勢的兩種計算方法，了解交流發電機的原理。

（3）理解感生電動勢的本質，理解感生電場的性質，掌握感生電動勢的兩種計算方法。

（4）理解自感、自感電動勢，了解自感現象，理解互感、互感電動勢，了解互感現象，掌握互感串聯的特征。

（5）了解渦電流及渦電流的各種效應，了解趨膚效應。

（6）掌握RL電路的暫態過程、RC電路的暫態過程、RLC電路的暫態過程。

（7）了解自感線圈、互感線圈的磁能。

7、磁介質

考試內容

磁介質的磁化、磁化強度、磁化電流、磁場強度、有磁介質時的環路定理、靜磁場與靜電場方程的對比、順磁性與抗磁性、鐵磁質的磁化性能、鐵磁質的分類和應用、鐵磁性的起因、磁路及其計算、磁場的能量、磁能密度

考試要求

（1）理解磁介質的磁化，理解磁化電流、磁化強度的概念，掌握有磁介質時的環路定理。

（2）理解靜磁場的方程，并能對比分析靜磁場與靜電場方程的不同之處。

（3）了解磁介質的順磁性與抗磁性。

（4）了解鐵磁質的磁化性能、鐵磁質的分類和應用、鐵磁性的起因。

（5）了解磁路的概念，了解磁路定律及其計算。

（6）理解磁場的能量及磁能密度。

8、交流電路

考試內容

簡諧交流電及表示方法、三種理想元件（純電阻、純電容、純電感）的電壓與電流的關系、復數法和矢量法、復阻抗、瞬時功率、平均功率和功率因數、諧振現象（串聯諧振、并聯諧振）、變壓器的基本原理

考試要求

（1）理解簡諧交流電的概念，掌握表示簡諧交流電的物理量，包括峰值（振幅）、角頻率、相位、初相、有效值等。

（2）掌握三種理想元件（純電阻、純電容、純電感）的電壓與電流的關系。

（3）理解復數法和矢量法，并會表示三種理想元件電壓電流關系的復數形式，會用復數法和矢量法解決交流電問題。

（4）理解復阻抗的概念，了解電感性網絡、電容性網絡和電阻性網絡。

（5）理解瞬時功率、平均功率和功率因數，了解提高功率因數的意義，掌握提高功率因數的方法。

（6）了解串聯諧振、并聯諧振的現象。

（7）了解變壓器的工作原理。

9、時變電磁場和電磁波

考試內容

位移電流、麥克斯韋方程組、平面電磁波、電磁場的能量密度和能流密度、電偶極輻射、赫茲實驗、電磁波譜

考試要求

（1）理解位移電流概念，理解麥克斯韋方程組的物理意義、掌握麥克斯韋方程組的積分形式。

（2）了解平面電磁波，了解電磁場的能量密度和能流密度。

（3）了解電偶極輻射與赫茲實驗，了解電磁波譜。

(三)物理教學論部分

1、物理教學論概述

考試內容

物理學和物理教育的社會作用，物理教育與人類社會的關系，物理學和其他自然科學的關系，物理學的學科特點，教學計劃，物理教學大綱，物理教學任務，我國物理教育概況

考試要求

（1）理解物理學和物理教育的社會作用、物理學的學科特點，了解物理學和其他自然學科的關系。

（2）掌握教學計劃、物理教學大綱的含義及特點。

（3）理解物理教學任務的內容、了解我國近代物理教育概況。

2、物理教學內容

考試內容

物理教學內容、中學物理教材、教材編寫、中學物理的知識結構及特點、中學物理教材內容的確定

考試要求

（1）理解物理教學內容的含義。

（2）理解中學物理教材及其應該滿足的要求，了解教材編寫經歷的階段。

（3）掌握中學物理的知識結構及各部分的特點。

（4）理解中學物理教材內容的確定。

3、物理教學過程

考試內容

物理教學過程的含義及特點，物理教學過程的要素及其相互關系，物理課堂教學設計與教法選擇，物理有效課堂交往的滿足、優化、合作策略，物理教學過程學生學習動力的培養。

考試要求

（1）理解物理教學過程的含義及特點，理解物理教學過程各要素的含義及其相互關系，掌握物理課堂教學設計應突出的幾個方面及其教法的選擇。

（2）掌握并會運用物理有效課堂交往的滿足策略、優化策略、合作策略。

（3）理解學習動力的結構及功能，理解學習動力的形成及起作用的規律，掌握并會運用教學過程中學習動力的培養。

4、物理教學方法

考試內容

物理教學方法的認識、含義及特征，常用的教學方法及基本要求（講授法、談話法、討論法、讀書指導法、演示法、參觀法練習法、實驗法、實習作業法、欣賞法、發現法），教學方法的選擇與運用，教學方法的發展趨勢。

考試要求

（1）理解物理教學方法的含義及其特征。

（2）掌握并會運用常用的教學方法（講授法、談話法、討論法、讀書指導法、演示法、參觀法練習法、實驗法、實習作業法、欣賞法、發現法），并理解運用這些方法的基本要求。

（3）理解教學方法選擇的意義、依據及發展趨勢，掌握教學方法的運用。

5、物理概念、規律、實驗、習題的教學

考試內容

概念教學的重要性，對概念的理解、鞏固，概念教學的要求，上好概念教學課的要點，規律教學的重要性，對規律的理解，規律教學的要求，上好規律教學課的要點，物理實驗教學的類型、物理實驗的含義及特點，物理實驗課中應培養的實驗技能、物理實驗課的基本要求，習題教學課的特點，習題教學的備課及習題教學課中的解題指導，高考相關的物理知識內容。

考試要求

（1）明確物理概念教學的重要性，掌握對概念的理解，掌握如何鞏固概念。

（2）掌握概念教學的要求，掌握如何上好概念教學課。

（3）明確物理規律教學的重要性，掌握對規律的理解。

（4）掌握規律教學的要求，掌握如何上好規律教學課。

（5）掌握物理實驗教學的類型及其主要形式，理解物理實驗的含義及特點。

（6）掌握物理實驗課中應該培養的實驗技能，理解物理實驗課的基本要求。

（7）理解習題教學課的特點及目的。

（8）掌握習題教學課的備課，掌握在習題教學課如何進行解題指導。

（9）掌握高考相關的物理知識內容。

6、學生的物理學習

考試內容

正確引導學生學習物理，正確指導學生進行物理解題，學生學習物理的方法及其存在的問題，教育學、心理學中的學習理論。

考試要求

（1）掌握正確引導學生學習物理的要點，掌握正確指導學生進行物理解題的方法。

（2）了解學生學習物理的方法，理解學生學習物理時存在的問題。

（3）掌握并會運用有關教育學、心理學的學習理論來解決學生學習物理的問題。

7、物理教師

考試內容

物理教師的職責及其職業的角色特征，物理教師的知識結構與教學能力，物理教師備課的內容及要求，制定教學工作計劃的內容，物理教師評課的意義、功能、過程、原則、種類及用途，物理教學研究的含義、撰寫研究報告和學術論文

考試要求

（1）理解物理教師的職責及其職業的角色特征，理解物理教師的知識結構和教學能力。

（2）掌握物理教師備課的內容和要求，理解學期教學工作計劃、課時計劃的內容。

（3）理解物理教師評課的意義、功能、過程、原則、種類及用途。

（4）了解物理教學研究的過程、撰寫研究報告和學術論文的基本步驟及特點。

8、物理教學案例

考試內容：

分析全日制高中物理教材的內容、編寫物理教案；說課文稿包含的主要內容，說課的方法；對學生或教師在教學過程中的活動行為表現進行分析加以評價，提出建議等。

考試要求：

（1）掌握分析全日制高中物理教材的內容，并寫一份完整的物理教案。

（2）在備課基礎上寫一份說課文稿。

（3）對學生或教師在教學過程中的活動行為表現分析與評價。

二、參考書目

漆安慎 杜嬋英.力學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

梁燦彬 秦光戎 梁竹健.電磁學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

宋善炎.物理教學論[M].長沙：湖南師范大學出版社，2002.