黑龙江大学2027年硕士研究生考试大纲：839 材料力学与水微生物学

黑龙江大学2027年硕士研究生考试大纲：839 材料力学与水微生物学

  一、考试要求

  要求土木工程相关专业背景的考生系统掌握等直杆件四种基本变形，掌握等直杆件的强度、刚度及轴心受压杆件的稳定性计算，能运用强度、刚度及稳定性条件对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等计算工作。要求给排水科学与工程相关专业背景的考生掌握水微生物学基础理论知识，能识别常见微生物的种类，掌握微生物的培养方法，认识微生物对水污染和净化的影响，了解微生物在水污染防治中的作用。此外，要求考生需对自己未来的科研课题有所规划。

  二、考试内容

  （1）土木工程相关专业背景

  1．轴向拉伸与压缩

  熟练运用截面法计算杆件的轴力，正确绘制轴力图；掌握拉、压杆的强度计算；了解材料拉伸和压缩时的基本力学性能以及试件拉、压破坏时的现象和原因。

  2．剪切

  了解剪切和挤压的概念，掌握简单的连接件强度计算。

  3．扭转

  掌握扭矩计算与扭矩图绘制；掌握切应力计算公式；能熟练的应用扭转强度条件和刚度条件进行轴的强度和刚度计算。

  4．弯曲内力

  掌握剪力和弯矩的概念，能熟练求出指定截面的剪力和弯矩；能熟练运用载荷集度、剪力和弯矩的微分关系绘制剪力图和弯矩图。

  5．弯曲应力

  掌握梁的正应力和切应力的计算；熟练运用梁的弯曲强度进行强度计算；了解提高弯曲强度的措施。

  6．应力状态和强度理论

  掌握应力状态、单元体、主应力和主平面的概念；用解析法和图解法求解平面应力状态下的主应力和主平面；掌握四个强度理论及应用。

  7．组合变形

  掌握拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算；扭转与弯曲组合变形强度计算。

  8．压杆稳定

  掌握压杆稳定性的概念；欧拉公式及适用范围；计算压杆的临界载荷和临界应力；杆件的稳定性设计；了解提高压杆稳定性的措施。

  附录I．截面的几何性质

  掌握静矩、惯性矩、惯性半径的计算；掌握平行移轴定理的概念。

  （2）给排水科学与工程相关专业背景

  1．微生物与给排水

  微生物在水处理工程中的作用，我国近年来的水污染防治计划，相关标准、法规，碳中和、黑臭水体治理、海绵城市建设、智慧水务等给排水领域的热点问题。

  2．原核微生物

  掌握细菌各部分结构的概念和主要成分，能区分细菌和真核生物的细胞结构区别。细菌革兰氏染色的步骤；革兰氏染色的主要机理。阐明一般自然环境细菌具有的带电特性及原因；天然水体环境中细菌的带电特性及原因。细菌常用的分类鉴定方法。掌握蓝细菌在水体富营养化中的作用，掌握水体富营养化有关的藻类，掌握藻类爆发时水中溶解氧下降的原因。

  3．真核微生物

  从细胞大小、细胞结构、生理特性等方面能区别真核微生物和原核微生物的相同点和区别。掌握原生动物的概念，原生动物的器官分化类型，原生动物的营养类型及各类型的概念，能对原生动物举例（如草履虫、鞭毛虫、钟虫等）；掌握后生动物的概念，能对后生动物举例（如轮虫、线虫、螵体虫等）；在污水好氧生物处理工艺进行污泥培养驯化时，原后生动物出现的顺序。掌握原生动物对污水净化的影响，掌握原后生动物的指示性作用，掌握观察原后生动物数量、种类和生长状态来判断活性污泥工艺中的活性污泥与水质好坏的方法。

  4．非细胞生物——病毒

  病毒的基本特征。噬菌体对细菌的侵染过程，温和噬菌体和烈性噬菌体的概念。绘制噬菌体的一步生长曲线并能说明噬菌体的生长特征。

  5．微生物的生理特征

  掌握营养物质透过细胞膜转运至细胞内的主要方式。掌握化能自养、化能异养、光能自养、光能异养类型的概念。掌握各类培养基的类型，例如根据化学组成将培养基划分的类型，根据主要作用和功能将培养基划分的类型，根据物理状态将培养基划分的类型；掌握配置培养基的基本原则。

  6．微生物的生长和遗传变异

  掌握酶的本质，酶作为催化剂与一般催化剂的相同点，酶与一般催化剂的不同点，掌握按照催化反应对酶进行的分类（6大类）。可以绘图分析酶促反应动力学曲线，掌握酶浓度不变的情况下底物浓度对酶促反应的影响，米氏方程和米氏常数，掌握米氏常数的意义。可绘制细菌纯培养的生长曲线，掌握细菌的纯培养生长特征。掌握厌氧菌被氧或氧化条件杀死的原因。能说明高压蒸汽灭菌效果优于干热灭菌的原因，乙醇消毒的最佳配比以及原因。

  7．微生物的生态

  掌握竞争、互生、寄生、拮抗、捕食、共生的概念，并通过例子分析微生物之间的相互关系。掌握《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定的微生物指标；掌握大肠菌群作为卫生指标的原因和意义，掌握滤膜法、多管发酵法测定大肠菌群的过程；掌握水中细菌总数的测定过程。

  8．污水生物处理基本原理和主要微生物类群

  掌握污水生物处理的作用原理，污染物经生物处理后的去向。掌握活性污泥法中微生物组成，起主要作用的微生物，活性污泥对污染物的净化反应过程，能够绘制活性污泥的增长曲线；生物膜法对污水中污染物的净化机理，生物膜法微生物组成，起作用的微生物类群，能对比区分生物膜法食物链最长的原因；掌握污泥膨胀的原因及解决措施。掌握厌氧生物处理的基本原理（三阶段理论或四阶段理论），能够区分好氧生物处理与厌氧生物处理原理，能说明厌氧生物处理节约能耗、污泥产量低的原因。

  9．污水的生物脱氮除磷

  掌握硝化作用的原理和主要微生物，影响硝化作用的因素；掌握反硝化作用的原理和主要微生物，影响反硝化作用的因素，掌握反硝化对二沉池的影响；掌握生物处理方法去除废水中含氮有机物的主要原理和过程，能根据水质参数（如C/N比、pH值、溶解氧等）分析污水厂脱氮效果差的原因。掌握生物除磷的基本原理。

  三、试卷结构

  1．考试时间：180分钟

  2．试卷分值：150分

  3．题型结构：绘图题、计算题、简答题、论述题。试题分为土木工程专业背景和给排水科学与工程专业背景两部分，考生依据自己的专业背景选做其一即可。

  四、参考书目

  孙训方主编，《材料力学》（Ⅰ）第6版，高等教育出版社，2019年

  刘鸿文主编，《材料力学》（Ⅰ）第7版，高等教育出版社，2024年

  柳艳杰主编，《材料力学》（Ⅰ）机械工业出版社

  任南琪，马放，杨基先，编著．污染控制微生物学（第4版）．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013．

  顾夏声，胡洪营，文湘华，等编著，《水处理生物学（第7版）》.北京：中国建筑工业出版社，2024.12