中国大学生物理学术竞赛（China Undergraduate Physics Tournament，简称CUPT），是中国借鉴国际青年物理学家锦标赛（International Young Physicists’ Tournament，简称IYPT）的模式创办的全国赛事，该项活动得到了教育部的支持，并被列入中国物理学会物理教学指导委员会的工作计划，是实践国家创新驱动发展战略纲要和国家教育中长期发展规划纲要的重要大学生创新竞赛活动之一。

中国大学生物理学术竞赛(China Undergraduate Physics Tournament，简称CUPT)源自国际青年物理学家锦标赛(International Young Physicists' Tournament，简称IYPT) 。

IYPT的竞赛模式是由物理学家尤诺索夫(Evgeny Yunosov)于1979年最早提出的，最初被莫斯科大学用于选拔优秀学生。IYPT赛题都是贴近实际生活的开放性物理问题，并在竞赛一年前公布，其主要目的是训练学生针对实际物理问题进行合作研究、发表观点和进行辩论的能力，并特别强调团队协作、开放思维和表达能力。由于在范围和理念上与国际物理奥林匹克竞赛(IPhO)有着显著区别，IYPT得到了各国物理教育学家广泛认可，并被推广到各国大学生的物理竞赛中。自1988年第一届正式比赛在莫斯科举办以来，IYPT吸引了国际上40多个国家与地区的参与。作为当今国际上最有影响力的年度物理学竞赛之一，IYPT又有“物理世界杯”之称。

随着2010年3月《国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2010—2020年) 》的颁布和实施，“素质教育是教育改革发展的战略主题”、“坚持能力为重”等要求为中国高校的人才培养提出了明确的要求，中国部分高校认真研究了IYPT的理念和竞赛方式等各环节，充分认识到这种形式的竞赛有别于中国高校传统的科研训练，对提高大学生的创新意识、创新能力、协作精神和实践能力具有积极的意义。经过认真讨论，各高校一致认为，IYPT的竞赛模式有必要在中国高校中进行推广，因而决定举办中国大学生物理学术竞赛。这项赛事得到了教育部领导的关注与支持，并被列入中国物理学会物理教学指导委员会的工作计划。2016年5月，随着我国改革发展进入攻坚期和转型期，中共中央、国务院印发了《国家创新驱动发展战略纲要》，提出到2020年进入创新型国家行列、2030年跻身创新型国家前列、到2050年建成世界科技创新强国“三步走”目标，并部署了包括“建设高水平人才队伍，筑牢创新根基”在内的八大战略任务。习近平总书记在全国科技创新大会上提出了“弘扬创新精神，培育符合创新发展要求的人才队伍”等五点要求。李克强总理在高等教育改革创新座谈会也指出：“对学校来说，首先是培养人才，这是学校的根本任务。当前，关键还是要有创新的意识，要有实践的能力，这都是和创新紧密相连的。所以，我觉得这些基础研究，怎么样培养创新的意识非常重要。”CUPT在人才培养和协同创新方面的价值与新时期我国的发展理念是高度契合的，值得总结、完善和推广。

CUPT是一项以团队对抗为形式的物理竞赛，它以协同创新为根本理念，旨在提高学生综合运用所学知识分析解决实际物理问题的能力， 培养学生的开放性思维能力。比赛题目新颖开放，其中有不少问题源自《科学》(Science)、《自然》(Nature)这样的旗舰综合期刊，以及《物理评论快报》(PRL)、《现代物理评论》(RMP)这样的物理学顶级杂志。参赛学生就这些实际物理问题的基本知识、理论分析、实验研究、结果讨论等进行辩论性比赛。CUPT不仅可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力，培养科研素质，还能培养学生的创新意识、团队合作精神、交流表达能力，使学生的知识、能力和素质全面协调发展，同时注重加强青年学生之间的友谊和交流。CUPT同时也促进了国内物理学本科教育改革，近年来，部分高校将低年级本科生的科研训练课程和大学物理实验课程与CUPT的备赛有机结合起来，取得了较好的成效。这种比赛形式为我国各高校之间进行交流、共同探讨高素质物理人才的培养模式提供了一个很好的平台，本项赛事既可以纳入国家理科基地的能力培养项目，也可以在我国“拔尖学生培养试验珠峰计划”实施过程中起到非常大的推动作用，更为新时期统筹推进世界一流大学和一流学科(双一流)建设，和创新型国家建设提供了人才培养方面的有力支持。

CUPT竞赛淡化锦标意识，侧重高校学子间的学术交流。在赛场上，团队之间各抒己见、友好讨论、展示风采、相互学习、共同提高。在竞赛期间，主办方邀请包括诺贝尔物理学奖得主、中国科学院院士在内的国内外著名物理学家进行学术报告，举办各类物理交流活动，增进了各高校物理师生的。CUPT已经发展成为我国高等院校规模最大、规格最高的物理类本科生年度学术交流盛会。

杨国桢（中国科学院院士，中国科学院物理研究所）

葛墨林（中国科学院院士，南开大学陈省身数学研究所）

赵光达（中国科学院院士，北京大学理论物理研究所）

朱邦芬（中国科学院院士，清华大学高等研究院）

邢定钰（中国科学院院士，南京大学物理学院）

张杰 （中国科学院院士，中国科学院大学物理科学学院）

构成：委员若干、秘书长 1 人。

产生办法：委员由上届全国竞委会协商，包含 3-4 个在 CUPT 中工作出色的高校，及上一年度、当年和下一年度承办高校的物理教学负责人组成，另设秘书长 1 人。

职责：负责竞赛发展规划和相关竞赛指导工作。

委员单位：北京大学、清华大学、中国科学院大学、中国科学技术大学、南京大学、复旦大学、上海交通大学、浙江大学、南开大学、南方科技大学、中山大学、山东大学、武汉大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、兰州大学、吉林大学、东北大学、华中科技大学、天津大学、同济大学、四川大学、北京师范大学、华中师范大学等全国高等院校。

构成：召集人 1 人，委员若干。

产生办法：召集人为 CUPT 指导委员会秘书长，委员为当年参赛各校代表(必须参与当年竞赛,担任领队或裁判)，要求每校选派 1 名代表(当年和一下年度主办校可选派 2 名)，代表一经选定一般不做调整。

职责：各委员负责本校的 CUPT 的相关事宜，全国竞赛委员会负责竞赛规则审议，竞赛规则解释及竞赛题目确定等相关问题的决议。全国竞赛委员会每年召开一次会议(安排在比赛期间或赛后一天，具体时间由当届地方组委会安排)，商讨并决定比赛的具体事宜。

构成及产生：委员会的组成由当届 CUPT 的承办方决定，需在竞赛前至少 3 个月公布。

职责：负责组织承办当年 CUPT，同时牵头决定以下事宜，确定参赛的注册费，确定参赛高校、裁判人数以及和观摩人员人数，确定比赛的具体时间；根据比赛规则做好比赛技术服务。

构成：裁判长 1 人，成员若干。

产生：每年调整一次，由竞赛 CUPT 指导委员会推荐产生并经全国竞赛委员会认可，要求至少参与过 3 届竞赛裁判工作或当年和一下年度主办校裁判代表，熟悉竞赛规则，评分公平准确。

职责：竞赛期间负责赛前裁判培训,负责竞赛规则解释和争议解决，负责赛场裁判安排和裁判主席选定；负责受理竞赛投诉、核实及记录工作，负责修订评分细则供全国竞赛委员会讨论。

竞赛题目

中国大学生物理学术竞赛题目参考同年国际青年物理学家锦标赛题目，在力、 热、光、电等物理分支下共设17个题目。

参赛队组成与报名

（1）参赛以团队为单位报名，不接受个人报名。

（2）每支队伍由 5 名本科学生组成（不限年级，但竞赛过程中不能更换），和 1 名领队组成，领队可以是学生或教师。

（3）全国各高校均可组织队伍参赛，原则上每所高校派出 1 支参赛队。

竞赛流程

本项竞赛以普通话为工作语言，以抽签分组、团队辩论的方式进行。赛前通过抽签分组，每支队伍参加五轮预选对抗赛，每轮对抗赛由三支或四支队伍参加。抽签过程中要避免两队重复相遇。五轮预选对抗赛优胜者进入决赛。每一轮对抗赛分为三个或四个阶段，若有三支队伍参加，这三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方，进行三个阶段的比赛。若有四支队伍参加，则这四支参赛队扮演四种不同角色，即：正方、反方、评论方和观摩方，进行四个阶段的比赛。每一轮对抗赛中角色的转换顺序如下：

三支队伍参加比赛时：

四支队伍参加比赛时：

每一阶段定时50分钟，具体流程如下：

对抗赛中对不同角色的要求

对抗赛中对不同角色的要求：正方就某一问题做陈述时，要求重点突出，包括实验设计、实验结果、理论分析以及讨论和结论等。反方就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，总结正方报告的优点与缺点。但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答，评论方对正反方的陈述给出简短评述。观摩方不发表意见。在每一阶段的比赛中，每支队伍只能由一人主控发言，其他队员只能做协助工作，可以和主控队员交流，但不能替代主控队员进行陈述。在每一轮对抗赛中每个队员最多只能作为主控队员出场两次。作为正方，在一支队伍的全部比赛中，每个队员作为主控队员进行陈述次数不能超过三次。

题目挑战和拒绝规则

在同一轮对抗赛中，题目不能相同。反方可以向正方挑战任何一道题目，但有以下情况除外：

A 正方在先前比赛及本轮中已经拒绝过的题目

B 正方在先前比赛及本轮中已经陈述过的题目

C 反方在先前比赛及本轮中已经拒绝过的题目

D 反方在先前比赛及本轮中已经陈述过的题目

如果可供挑战的题目不足五道，则上述限制按照DCBA的顺序予以解除。在一支队伍的全部比赛中正方对于可供挑战的题目，总计可以拒绝三次而不被扣分，之后每拒绝一次则从正方的加权指数中扣去0.2分。累计拒绝六次，将不计名次，不参与评奖。

竞赛期间队伍的行为

在物理竞赛中，希望队员之间相互合作，鼓励队员在遵守规则的范围内帮助他们的队友。

在充当正方、反方或评论方角色时，只有主控发言，其他队员可以：

a 传递具体的问题和具体的答案（包括对评委的提问的回答）

b 在整个比赛中提供语言方面的支持

c 帮助完成实验演示或提供技术上的支持（比如帮忙进行电脑演示）

d 给发言队员传抵纸条

e 在讨论期间对特殊的争论点给予补充说明（每次只限一名队员发言）

评分及成绩

在一轮对抗赛中，每一次阶段赛过后，每位裁判就各队承担的角色表现打分，分数为1至10分的整数分数，裁判组的平均分数作为该阶段赛的成绩（角色成绩），计算参赛队的一轮比赛成绩时，不同角色的加权系数不同：

正 方： × 3.0（或者少于3.0，见竞赛规则）；

反 方： × 2.0 ；

评论方： × 1.0 。

各参赛队在一轮对抗赛中的成绩为各阶段赛成绩的加权总和，并把结果四舍五入保留一位小数。各参赛队的总成绩为该队在所有五轮对抗赛中取得的成绩总和。以参赛总成绩进行排名。

各参赛队在一轮对抗赛中的成绩为各阶段赛成绩的加权总和，并把结果四舍五入保留2位小数。各参赛队的预选赛总成绩为该队在所有五轮对抗赛中取得的成绩总和。以预选赛总成绩进行排名，前三名进入决赛。如果预选赛总成绩相同，则以各队赢得的对抗赛场次数目决定。在所有五轮预选对抗赛中均获得成绩最高的队伍如果未能进 入前三名，作为第四支队伍进入决赛。

注：加权方法：（（最高分+最低分）/2+其他分数）/（裁判数-1）

评分标准

正方

反方

评论方

说明：

机动分数用来补偿队伍表现的总体印象。

总分只能给整数分。

决赛

以预选赛总成绩进行排名，前三名进入决赛。如果预选赛总成绩相同，则以各队赢得的对抗赛场次数目决定前三名。如果所有五轮预选对抗赛中均获得分赛场成绩最高并且没能进入前三的队伍，其中总成绩最高的一支队伍作为第四支队伍进入决赛。进入决赛队伍的角色顺序由预选对抗赛的总成绩确定，成绩由高到低分别担任竞赛角色顺序由高到低。例如：队伍依成绩由高到低，分别担任角色顺序表中队 3，2，1(或队 4，3，2，1)。决赛名单公布后四小时内，决赛队伍确定自己陈述的题目。如果题目相同，预选赛总成绩高的队伍有优先选择权。题目确定后立即公布。

排名与奖励

竞赛团队奖:

1、特等奖：进入决赛的队伍和其他没能进入决赛的五轮预选对抗赛中均获得分赛场成绩最高的队伍；决赛第一名获得奖杯。

2、 一等奖：在所有参赛队中排名前 20%(四舍五入)除去获特等奖队伍获一等奖。

3、二等奖：在所有参赛队中排名前 50%(四舍五入)除去获特等奖和一等奖队伍获二等奖。

4、 三等奖：其余完成比赛队伍获得三等奖。如有两参赛队预选赛总成绩相等,则以各队赢得的对抗赛场次数目决定。每支获奖队伍及领队授予相应的证书。

示例：如一共 51 支队伍，产生了预选赛前三名，另有 2 支队伍在五轮预选对抗赛中均获得分赛场成绩最高分，其中较高分的一队进入决赛，则 4 支队伍进入决赛，这样有 5 支队伍获特等奖，一等奖的队伍数为51*20%-5=5.2，取整数 5；二等奖的队伍数为51*50%-5-5=16，第 11 名到 26 名获得二等奖，其余获得三等奖。

竞赛个人奖五项，每项 3 人：

1、 最佳选手奖,要求做过正、反、评三个角色的报告人，按加权系数计算报告得分后总分最高的 3 人。

2、最佳女生奖,要求女生，按加权系数计算报告得分总分最高的 3 人。

3、最佳正方奖，正方报告人总分最高的三人。

4、 最佳反方奖，反方报告人总分最高的三人。

5、最佳评论方奖，评论方方报告人总分最高的三人。

观摩

参赛学校除参赛教师和队员外可以申请观摩人员，但每个学校限定 2 个观摩名额。

1、竞赛裁判由各高校教师担任，原则上每个参赛高校最多可派 3 名裁判，同时竞赛组委会可以邀请非参赛高校教师作为独立裁判。

2、每场竞赛由 5-7 名裁判组成的裁判组评判，裁判由教师担任，并回避该校队伍参赛的竞赛，同时每个裁判尽量避免多次裁判同一支队伍。

为了保证竞赛公平公正地进行，组委会制定了如下规则。每位裁判小组的主席都要尽可能严格执行本规则。

竞赛前:

1、主席自我介绍，然后让评委做自我介绍，最后让参赛队伍的队长介绍他们的队伍成员。

2、提醒所有的参赛队员遵守基本的礼节和正确的科学讨论原则。

竞赛中：

1、在每个比赛阶段开始时，介绍每个参赛队的角色。

2、题目确定后，各方的报告人将姓名写在黑板上，或者在报告的PPT中显示出报告人姓名。

3、比赛过程中，只允许各队在本队队员陈述的阶段进行录像和录音。

4、由裁判主席宣布某一环节结束。准备环节结束后，下一环节的计时立即开始。在陈述阶段结束后，裁判主席可以允许让发言者做最后的陈述，但时长不超过15秒。

5、在报告的准备环节，如果出现意外的技术问题，裁判主席可以决定延长这一环节的时间。

6、需要使用电实验设备(笔记本电脑除外)的队员，要得到组委会的事先批准后方可使用，裁判主席负责执行该决定。

7、裁判主席要严格控制各环节时间，包括裁判员提问时间，如果裁判员的问题已超时，裁判主席可以让裁判员停止提问。如果队员回答问题已超时，裁判主席可以让其停止回答。在时间限制的问题上，主席对队员和裁判员要采用相同的标准。

8、如果比赛现场有人打断比赛的顺利进行，裁判主席可以让其离开。

9、如果怀疑队员和其他非队员有交流情况，某阶段结束后应立即向组委会22报告。

10、在出示分数之前，裁判主席应核实所有裁判员是否都已把自己的分数写在评分表上，并准备好打分牌。

11、如果裁判员所打的分数为所有分数中唯一的最高分和最低分，主席要要求该裁判员在整个阶段比赛打分结束后做简单的解释。

12、如果裁判员严重或反复违规，主席要向裁判长报告。

1、严格按照“CUPT评分表”各项指标评分。

2、在竞赛期间，裁判员应全神贯注的注意队员的表现，不允许交头接耳， 也不允许和现场其他人讨论。

3、只有在裁判提问环节，评委才可以提问或评价队员。

4、裁判员的提问要简单明了，不得评价队员的表现；问题的答案应简单明 了，不得对队员的答案做出评论。

5、一次提问的时间不得超过 15 秒，一次回答的时间不得超过 30 秒。在其 他裁判员也有问题的情况下，一位裁判员最多只能提问 2 个问题。

6、每位裁判员的分数要客观公正，必须考虑整个过程中所有队员的表现， 包括回答和讨论。

7、在出示分数之前，所有裁判员必须将自己的评分写在评分纸上面。裁 判主席应核实评分是否恰当，核实以后评分不得更改。

8、如果在所有裁判员打分中只有一个最高分或最低分，该裁判员要在比赛 打分阶段结束后做一个简单的解释。

9、各位裁判核对成绩记录单上的分数，核对无误后签名。

裁判打分后不得更改。

参赛队如对裁判评分由异议，可书面向裁判委员会提交投诉。

裁判委员负责对投诉进行核实，如裁判在判罚中出现明显有失公正和错误评分可对裁判做出暂停或终止其裁判资格处罚，但不改变当轮成绩。

2010年7月22日—26日，第一届中国大学生物理学术竞赛在南开大学举行，南开大学、南京大学、浙江大学等12所高校参加了本届竞赛，若干所高校派出代表对竞赛进行了观摩。教育部高教司司长张大良、南开大学党委书记薛进文出席了开幕式并讲话。中科院院士、陈省身数学研究所副所长兼理论物理研究室主任葛墨林为获奖选手颁奖。

2011年8月15日—20日，第二届中国大学生物理学术竞赛在南京大学举行，南京大学、北京大学、清华大学、南开大学、上海交通大学、浙江大学、中国科学技术大学等23所高校参加了本届竞赛。与首届竞赛相比，本次竞赛增设了决赛环节。南京大学副校长谈哲敏教授致欢迎辞并宣布竞赛开幕。

2012年8月18日—23日，第三届中国大学生物理学术竞赛在北京师范大学举行，全国35所高校的36支代表队参加了本届竞赛，北京大学、南开大学和电子科技大学经过激烈角逐进入了决赛，最终北京大学夺冠。教育部高教司理工处李茂国，北京师范大学副校长陈光巨出席了开幕式。

2013年8月12日—17日，第四届中国大学生物理学术竞赛在兰州大学举行，全国38所高校的39支代表队参加了本届竞赛，最终南开大学、北京大学和哈尔滨工业大学以五轮对抗赛总成绩排名前三进入决赛，另有北京师范大学因在所有五轮预选对抗赛中均获得所在分赛场的最高成绩而作为第四支队伍进入决赛。比赛期间，组委会主席许京军介绍了中国大学生物理学术竞赛历程，中科院院士吴岳良作了题为“物理学的主旋律与挑战”的学术报告。

2014年8月19日—23日，第五届中国大学生物理学术竞赛在华中科技大学举行，全国38所高校的39支代表队参加了本届竞赛，最终南开大学、北京大学和南京大学以五轮对抗赛总成绩排名前三进入决赛，另有哈尔滨工业大学因在所有五轮预选对抗赛中均获得所在分赛场的最高成绩而作为第四支队伍进入决赛。哈尔滨工业大学代表队利用光的反射原理得到类似全息立体图案，获得评委一致好评，夺得本次比赛的冠军。中科院院士、华中科技大学副校长罗俊出席了开幕式并讲话。值得一提的是，参加本届竞赛的电子科技大学物理电子学院2012级本科生任瑞龙、逯群峰对本届赛题之一的“巧克力液固相变迟滞现象”进行了充分的后续研究，其发表的教学研究论文《巧克力相变中的滞后》成功入选著名SCI教学期刊《欧洲物理杂志》2016年度Highlights。

2015年8月19日—24日，第六届中国大学生物理学术竞赛在国防科学技术大学举行，全国48所高校的49支代表队参加了本届竞赛，参赛师生约600人，总比赛场次达81场，另有国内21所高校的师生观摩了本届赛事。最终中国科学技术大学、南京大学、南开大学、浙江大学和哈尔滨工业大学进入决赛。哈尔滨工业大学成功卫冕，成为CUPT历史上首支蝉联冠军的队伍。

2016年8月13日—18日，第七届中国大学生物理学术竞赛在西安交通大学举行，全国64所高校组成的65支队伍参加了本届竞赛，另有16所高校的师生观摩了本届赛事。最终哈尔滨工业大学、南开大学，浙江大学进入决赛。南开大学大学夺得本次比赛的冠军。西安交大副校长郑庆华，西安交大理学院党委书记郑元锁、工程坊主任王晶等出席开幕式。西安交大党委常务副书记王小力，教育部大学生物理课程教学指导委员会副主任陈强等嘉宾出席闭幕式并为获奖选手及团队颁奖。

2017年8月13日—18日，第八届中国大学生物理学术竞赛于2017年8月在哈尔滨工业大学举行，全国74所高校组成的75支队伍参加了本届竞赛，另有26所高校的师生观摩了本届赛事，参与高校达到了百所。黑龙江省物理学会与哈尔滨工业大学物理系共同承办本届赛事，并得到黑龙江省科学技术协会、哈尔滨工业大学本科生院支持。复旦大学、南开大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学进入了本届国赛的决赛，哈尔滨工业大学最终问鼎。闭幕式上，2004年诺贝尔物理学奖获得者、加州大学圣塔芭芭拉分校教授、美国物理学会现任主席大卫・格罗斯向来自全国各高校的广大师生作了题为“我的物理生涯——从夸克到弦”的精彩演讲，并为获得竞赛单项奖的同学们颁发了荣誉证书和奖品。值得一提的是，同期播出的央视大型科普娱乐节目《加油!向未来》中出现的节拍器耦合实验，正是本届CUPT的赛题之一。

第九届中国大学生物理学术竞赛将于2018年8月在山西大学举行。据悉，由于大赛规模及影响力不断扩大，从下届比赛开始，CUPT将引入地区赛。国赛规模将控制在60支队伍左右，进入上一届比赛前50%的高校将直接进入下届国赛，其余参赛队伍将通过全国华北、东北、华东、中南、西南、西北六大地区赛选拔得出，每个地区可推荐4所高校，主办方将根据自身情况选派1-2支队伍参赛。

注：年份斜体表示夺冠时为东道主。

本曲目改自西方广为流传的圣诞歌Oh Christmas Tree

词：

CUPT CUPT

物理精英同欢聚。

理论分析推陈出新，

实验操作攻坚克难。

竞争友谊合作发展，携手并肩勇往直前。

格物穷理展风采，朝气蓬勃不言败！

伟大祖国崛起快，立业建功向未来！

曲：

见参考资料。

历届赛题均参考同年国际青年物理学家锦标赛指定题目，比赛时应以英文原版为准。以下翻译仅供参考，感谢参与贡献的翻译者。

部分2012-2013年CUPT的参考解答已由World Scientific于2014年出版。

1.电磁炮

螺线管可以用来发射一个小球体。使用电容器为螺线管提供能量。以一个以50V为最大电压的电容器制作一个装置。探究球体速度的界限和如何是球体速度达到上限。

2.完美图像

一滴水悬挂在纵向水管的出口处，用一束激光去照射，观察屏上呈现的图像。研究并解释图像的结构。

3.钢球

用两个巨大的钢球在一个软材料薄片（例如一张纸）处碰撞，会在这片材料上“烧”出一个洞。研究这种效应在不同材料上的体现。

4.肥皂膜

在一个圆形的水槽中制造一个肥皂膜。当把一个带电物体放在旁边时会使肥皂膜变形。探究该物体带电的方位和电性如何影响上述效应。

5.格栅

一个塑料格栅盖在一个盛有水的圆柱形容器顶部。在格栅上面盖上盖子，把容器倒置过来。在盖子移开时水不会落下来的前提下，格栅的最大孔径是多少？

6.冰块

一个两边挂有重物的金属线被横置在一个冰块上，金属线可能会自动地从冰块中穿过。探究这一现象。

7.两个烧瓶

两个相同的烧瓶（一个是空的，另一个盛有水）分别连接着一根通向一个低处蓄水池的软导管。两个烧瓶都被加热到100摄氏度并保持在此温度一段时间。当加热停止，烧瓶正在冷却时，水从导管中被吸了上去。探究在哪一个烧瓶中水会较快的被吸上去，哪一个中的水位最高。加热的时间如何影响这一效应。

8.液体导光

一个透明的圆柱形容器装满了一种液体（例如水），一束水流从容器中流出来。放置一个光源，使光束水平地射入液体流。探究在何种情况下这束水流可以像光纤一样。

9.粘稠的水

当把一个竖直的圆柱体被放置在一束竖直流下的水流之中，这束水流在掉下来之前可以沿圆柱体的圆形底面流到另一端。解释这种现象并探究相关 参数。

10.平静的水面

当风吹过水面时，会产生明显的波纹，如果水面被一层油膜盖住，水面的波纹就会减小。探究这一现象。

11.沙子

相比于湿的沙子，在干燥的沙子上面行走感觉更柔软，然而，含有大量水分的沙子会重新变得湿硬。探究影响沙子柔软程度的相关因素。

12.湿毛巾

如果拍动一条湿毛巾（我猜应该是用湿毛巾去抽打一个坚硬物体），会产生像用鞭子抽打一样的劈啪声。探究这一现象。为什么湿毛巾会比干毛巾发出更响亮的声音。

13.尖叫的棒子

用两个手指拿起一个铁棒，并（用某种方式）敲打它。探究手指所拿的位置和敲击的位置如何影响发出的声响。

14.磁体弹簧

两块磁体，一个放在另一个的上边。这样其中一个（下面那个）就被固定住，另一个可以竖直的移动，探究这块磁体的振动。

15.纸质风速计

当把一个薄纸条放在流动的空气中时，可能会听到一种声音。探究如何依据这种声音推断风速。

16.转动的弹簧

一个螺旋的弹簧，一端被固定着，围绕着一个竖直的轴转动，探究弹簧自由端挂重物和不挂重物时弹簧的伸长。

17.开尔文滴管

制造一个开尔文滴管，测量它能产生的最大电压，探究它所依赖 的相关因素。

1.有粘性的带子

决定将一块胶带从水平表面上拿下来需要的力。研究其中的有关参数。

2.在空气中干燥

桌上的餐具在洗完后，变干的情况不同，研究其中的有关参数。

3.跳跃的火焰

在本生灯中点燃一团火焰置于两片带电、平行的金属板。观察火焰的运动情况。

4.断开的面条

找出干燥的面条在掉落坚硬地板后不断裂的情况。

5.小车

制作一个模型车，以有弹性的充气玩具气球作为动力源。找出决定小车运动距离的相关参数并求出小车能运动的最大距离。

6.对流

在一个充满液体的容器中会发生热传递。如果容器绕垂直轴旋转，这个现象会发生什么变化呢？

7.杯制鼓

把一个塑料杯倒置并轻敲它的底部，研究当杯子的开口在水面上方和下方时的发声情况。

8.多米诺放大器

当第一块被移动时，一排多米诺骨牌按顺序倒下，这就是著名的多米诺效应。当一排骨牌被渐渐抬高，研究能量转移是如何发生的并确定骨牌的尺寸限制。

9.逃脱的粉末

当一根炙热的金属丝被插入一杯表面上漂浮着粉末的水时，粉末会迅速的移动.。研究会改变粉末移动速度的参数。

10.法拉第堆积

当一个装有一些小球的的容器在1到10赫兹的频率范围内上下垂直振动，所谓的法拉第堆积就发生了。探究这个现象。

11.指印

在杯子中装满水并用手拿住杯子。如果你从上方看玻璃的内壁，你会发现你只能透过玻璃看到非常亮儿清晰的指纹。研究并解释这个现象。

12.旋转漂浮

一个由一个旋转的磁性顶部和一个装有磁铁的盘子构成的玩具。玩具的顶部会悬浮在磁性盘子的上方。在什么情况下你才能观察到这个现象？

13.灯泡

一个小灯泡发出的热能和光能的比例是怎样由给小灯泡的电压所决定的？

14.移动的圆柱

在水平桌面上放置一张纸并在纸上放置一个圆柱形物体，把纸拉出，观察并研究圆柱体的运动状态直到它停止运动。

15.缓慢下降

设计制作一个装置，使用每平方米80克的A4纸，使其尽可能慢地从2.5米高处掉向地面，可以使用少量胶水。研究会产生影响的相关参数。

16. 烟

现有一个盖有玻璃纸的玻璃罐。一根折得很紧的纸管（长度4-5厘米）从玻璃纸插入罐中，周围密封，管子水平向东。如果有人点燃管子的外面那头，会有浓烟进入罐子。探究这种现象。

17.海盗

传说海盗在海上即使是阴天也能用电气石导航。学习如何使用偏光材料导航，这个方法的准确的如何？

1.高斯加农炮

相同的钢球和一个强磁铁排成一列而且位于无磁性管道中。另一个钢球向它们滚来然后和最后的球碰撞。在这一列的另一端的球被以一个惊人的高速弹出。优化磁铁的位置来获得最好的效果。

2.切割空气

当一段线绳（例如，尼龙）的自由端绑上了一个小重物然后旋转的时候，有一个独特的噪声发了出来。研究噪声的源头和有关参数。

3.一串珠子

有一长串珠子，把足够长的部分拉过烧杯边缘，释放它。由于重力，这线的速度增加。在某个特定的时刻线绳不再接触烧杯边缘。调查并研究这现象。

4.流体桥

如果一个高电压加到两个连着的烧杯中的液体，就有可能形成一个液体桥。调查这个现象（高电压必须在适当的监督下使用--检查当地法律）。

5.亮波纹

照亮一个水箱。当在水表面有波纹的时候，你可以在水箱底部看到明亮和黑暗的部分。研究波纹和明暗部分的联系。

6.啄木鸟玩具

一个啄木鸟玩具表现出一种震荡的运动。调查并解释玩具的这种运动。

7.图钉

一个图钉（大头针）漂在水表面并靠近另一个漂浮的物体，图钉受到一个引力。调查并研究这个现象。是否可能通过一个相同的机制而受到一个斥力？

8.泡沫

当有大量泡沫出现时物体是否可能漂在水上？研究一个物体受到的浮力怎样取决于泡沫的存在？

9.磁铁和硬币

在一个磁铁上竖直放置一个硬币。相对于磁铁倾斜硬币然后释放它。硬币可能会摔倒到磁铁上或者还原到它的竖直位置。研究并解释硬币的运动。

10.摇滚瓶子

把一个瓶子装上点液体。把它放倒在一个水平面上并推它一下。这个瓶子可能会首先向前移然后在它停止之前摆动。调查这个瓶子的运动。

11.平流

有两个大的水平的并排的透明平板，用液体填上它们之间的小缝隙并在一个平板的中间制造一个小洞。如果一种不同的液体通过小洞注进去的话调查在那个小区域内的液体的流动

12.灯笼

纸灯笼通过一个蜡烛飘浮。设计并制造一个仅由一个茶灯供能的灯笼，而且花最短的时间（从点燃蜡烛）飞到一个垂直的2.5米高度。调查有关参数的影响。（请小心！不要创造产生火灾的机会！）

13.有雾的玻璃

冲着一块冷玻璃表面呼吸以便水蒸气在上面冷凝。透过有雾的玻璃看一盏白灯然后你会看到在中央模糊的白点周围出现了有颜色的环。解释这个现象。

14.粒状的飞溅

如果一个钢球掉到了一个柔软的沙床上然后就可能看到一个垂直的柱状沙子“飞溅”。重现并解释这个现象。

15.令人沮丧的高尔夫球

一个高尔夫球在它被放到球洞之后马上逃脱的情况经常发生。解释这个现象并且调查在什么情况下它能被观察到。

16.升起的泡沫

一个垂直的管子充满了一种粘性液体在管子底部有一个大气泡。研究这个气泡从底部升到表面的过程。

17.泡沫中的球

一个又小又亮的球放置在肥皂泡里。球的尺寸应该可以和肥皂泡的尺寸相比。调查球随著有关参数影响的运动。

1.自我发明

如果一张纸被“手风琴式”折叠或者被卷成筒，那么它将更加难以弯曲。使用一张单一的A4纸和少量胶水，如果需要的话，构建一座跨越280毫米间隙的桥梁。介绍相关参数，用以描述该桥梁的强度，并优化其中的部分参数或全部参数。

2.弹性空间

大球在水平拉伸膜上滚动的动态效果和它们之间明显的相互作用通常用于说明引力场。进一步探究该系统。在这样一个“引力场世界”确定和测量明显的“引力常数”是否可能？

3.弹力球

如果你站在地面上拿着乒乓球，并释放它，它会反弹。如果乒乓球内含有液体，碰撞的性质会发生变化。探究碰撞的性质如何取决于球内液体的含量和其他相关参数。

4.孤子

沿水平轴等距离安装一链相似的摆，相邻的摆用轻绳相连接。每一个摆可以绕轴旋转，但不能侧向移动。探究沿着这样一条链的一种旋转的传播。当各摆都经历360º旋转时，孤立波的速度是多少？

5.悬浮空中

一个轻球（如乒乓球），可以被向上的气流所支撑。气流的方向可以倾斜，然而它仍然可以支撑球。探究气流倾斜的影响，并优化该系统，得出在保持球处于稳定状态的情况下，气流倾斜的最大角度。

6.彩色塑料

在明亮光线的照射下，一个透明的塑料物体（如一张空白的CD外壳）有时可以呈现各种不同的颜色。研究和解释这种现象。确定一下，当使用各种不同颜色的光源时，是否也可以看到这些颜色。

7.聆听光的声音

将一个罐子内表面的一半涂一层锅灰，并在它的盖子上钻一个孔。当连接交流电的灯泡发出的光线射到罐子的黑墙（锅灰层）时，可以听到明显的声音。解释和探究这种现象。

8.喷射和薄膜

喷射的细液体流对肥皂薄膜的作用。喷射的液体流可以渗透通过薄膜或者与薄膜合并，产生有趣的形状，这取决于相关参数。解释和探究这种相互作用，以及由此产生的形状。

9.碳麦克风

一个麦克风的设计已经涉及碳颗粒的使用很多年了。入射声波在颗粒上产生的压力变化会产生电的输出信号。探究这样一个装置的组成，并确定其特性。

10.水上升

在一个装有水的碟子中间垂直放置一根蜡烛。点燃蜡烛，然后罩上一个透明的烧杯。探究并解释发生的现象。

11.滚珠轴承电机

一种被称为“滚珠轴承电机”的装置通过使用电能产生转动。该电机的效率和转速取决于哪些参数?( 高电流工作时一定要小心！)

12.亥姆霍兹旋转木马

在低摩擦的装置上(如旋转木马)系上圣诞树球,每个球都有沿切线方向的洞。如果将这个装置放在合适频率和强度的声音环境里，该装置会开始旋转。解释这一现象并研究使该装置达到最大转速的参数。

13.蜜蜂线圈

一种细的,向下流动的粘稠液体，如蜂蜜，往往会形成圆形线圈。研究和解释这一现象。

14.会飞的烟囱

用一张轻的纸(例如一个空的茶叶袋) 制成一个空心圆筒。当点燃该圆筒的上端时,它会飞起来。解释这种现象，并探究影响圆筒起飞的参数和动力的参数。

15.半月板光学

在一张薄片状的不透明材料上剪切一条狭缝。把该材料浸泡在液体（如水）中。从液体中拿出该材料后,你将看到狭缝里有液膜。照亮该狭缝并研究液膜上的图案。

16.弹性环

将一个弹性圆环压在硬表面上,然后突然释放。圆环可以跳起来。探究圆环跳起的高度如何取决于相关参数。

17.消防水带

有一根带有喷嘴的软管，水流从喷嘴射出。释放该软管并观察其后续运动。研究影响该运动的相关参数。

1.自我发明

据了解，一些电路表现出混沌行为。构建一个具有这种属性的简单电路，并研究其行为。

2.全息照片

有人认为，在一块透明塑料上划出图案可以手工制作出一张全息照片。制作一张字母“IYPT ”的全息图并研究它是如何工作的。

3.扭曲的绳

握住绳子扭它的一端。在绳索上的某一点将形成螺旋线或圆环。调查解释这样的现象。

4.球的声音

当两个硬钢球或类似的东西被轻轻带到接触到对方，一个不寻常的“鸣叫声”。调查解释的声音的性质。

5.载物的环

在一个环的里面固定一个小重物，给环一个初始推力使其运动。研究环的运动。

6.泡泡晶体

大量非常小的相似的气泡浮在肥皂水的表面上。气泡会自动按照一个规律的类似晶格的模式排列。提出一种获得大小一致的的气泡的方法，并探究这种泡泡晶体的形成。

7.“罐中罐”冰箱

这一个依据蒸发冷却的原理让食物保鲜的装置。它包括一个大容器、里面的小容器。它们之间的空间内用湿的多孔材料填充，例如沙子。问怎么能达到最佳的散热效果？

8.冻结水滴

将水滴放置在冷却到-20°C左右的板上。结冰后液滴可能会成为有锋利的顶部的圆锥状。调查这种现象。

9.水弹

有些学生不会用灌水的气球打仗，他们的水弹反弹后仍不爆裂。调查这里的运动，变形 和充满液体的气球的反弹。在什么情况下水弹会爆裂？

10.扩散系数

利用显微镜按微米大小的顺序观察微粒的布朗运动。研究扩散系数是如何取决于微粒的大小和形状的。

11.蜡烛发电厂

设计一将蜡烛的火焰的热量转化成电能的装置。调查装置的不同方面如何影响其效率。

12.冷气球

由于空气逃离橡胶气球，其表面触感变得冷。研究影响降温的参量。作为一个函数的相关参数，气球的不同部分温度是什么？

13.旋转的鞍

一个球被放在旋转的鞍上。从动力学的角度研究它，解释球不会从鞍上落下来的情形。

14.橡胶电机

扭曲的橡皮筋存储着能量，例如可用于驱动飞机模型。调查这样的能量来源的属性及其功率输出随时间的变化。

15.油星星

如果一层厚厚的粘性流体（如硅油）在一个圆形的水槽里上下振动，可以观察到对称驻波。在这样的波图案中有多少条对称的线？研究并解释图案的形状和行为。

16.磁力刹车

当一个强磁铁从非铁磁性金属管内降下来时，它会经历一个阻滞力，研究这个现象。

17.巧克力液固相变迟滞现象

巧克力于室温一般是固态，温度升至体温时则变液态，但一旦温度再次降低至室温则会 维持液态不变。请就此现象作一个调查，得出使巧克力既能以固态存在又能以液态存在的温度范围以及这个范围所依赖的相关参数。

1.堆积

被颗粒状物体占据的小部分空间取决于它们的形状。将例如米、火柴或M&M糖果的非球状物体倾倒进一个盒子里，相关参量如何影响配位数、秩序性排列和随机紧密堆积分数这样的特征？

2.羽状的烟

如果一支燃烧着的蜡烛被一块透明玻璃板覆盖，火焰会熄灭，并且产生一缕稳定的向上流动的轻烟。研究在各种放大倍数下的羽状的烟。

3.人造肌肉

将一个多聚物钓鱼线固定在电钻

4.液体膜发动机

使一个肥皂膜在平整的边框上形成。将膜放在平行于膜面的电场中并通上贯穿膜的电流。膜会在所在平面中旋转。研究并解释这个现象。

5.双气球

两个橡胶气球被不完全充满气并被一个带阀的塑料管连接。会发现空气由于初始气球体积不同而流向不同方向这样的现象。研究这个现象。

6.马格努斯滑翔机

将两个轻质杯子的底部粘在一起来制作一个滑翔机。将一根弹性带子缠绕在滑翔机的中心并抓住余下的自由端。当握着滑翔机时，拉伸带子的自由端然后释放滑翔机。研究它的运动。

7.被覆盖的磁极

将一个非铁磁性的金属碟放在通交流电的电磁铁上，金属碟会排斥但不会旋转。但如果一块非铁磁性的金属薄片部分被部分插入两者之间，金属碟会旋转。研究这个现象。

8.糖和盐

当一个将一层糖铺在一层盐上的容器被照明，我们可能在投射的背光处看到一种独特的指纹形图案。研究这个现象和与相关参量的依赖性。

9.气垫船

10.振鸣的草叶

横过一片草叶吹气从而发声是可行的。研究这个现象。

11.猫须接收器

广泛运用于矿石收音机的第一半导体二极管包含一个轻触在半导体材料(例如方铅矿

12.厚透镜

13.磁摆

制作一个自由端有一个小磁体的轻摆。一个临近的通有频率远高于摆的固有频率交流电的电磁铁可以导致不同振幅的无阻尼振动。研究并解释这个现象。

14.环形光

当一个激光束瞄准一根金属丝，在垂直于金属丝的屏幕上可以观察到一个环形光线。解释这个现象并研究其与相关参量的依赖性。

15.移动的刷子

将刷子放置在振动的水平表面，刷子可能会开始移动。研究这一运动。

16.潮湿且黑暗

当衣服受潮时会看起来更暗或者改变颜色。研究这一现象。

17.咖啡杯

物理学家们喜欢喝咖啡，但端着一杯咖啡在实验室间行走会很麻烦。研究杯子的形状、步行速度和其他参量如何影响走路时咖啡溅出的可能性。

1.自我发明

真实随机数是一种很有价值而且稀有资源。请设计、制造并测试一个可以产生随机数的机械设备并分析随机性抵御恶意攻击的能力。

2.滞后的摆

一根坚韧的线和重物可构成一个摆。当摆的悬挂点在水平面上作圆周运动的时候,在某些情况下重物也可开始做圆周运动，并且半径更小。研究该运动以及重物的稳定轨迹。

3.声学透镜

菲涅耳透镜在光学中很常用，而利用相同的原理可以汇聚声波。请设计并制造一个声学菲涅耳透镜并研究其性质（例如放大率）作为相关参量的函数。

4.超级球

向两个平板间的空隙扔一个弹性很好的球。球开始弹，在某些情况下甚至可以弹回到你手上。研究球的轨迹以及影响运动包括平板方向在内的参量。

5.极为不易打湿东西的水

把一个装满肥皂水的盘子放在扬声器或者震动台上，当它震动的时候，它有可能会把一小滴液滴留在上面很长时间，解释并研究这一现象。

6.电制蜂巢

将一个垂直的金属针放在一个水平的金属盘子上方，在盘子上放一些油，假如你对金属针和盘子施加恒定的高电压，可以产生格状结构。请解释并研究这一现象。

7.热水喷泉

用热水部分装填一个莫尔吸量管。用你的大拇指盖住其上端并倒置，可观察到从尖部喷出的水喷泉。请研究决定水喷泉高度的参量，并改变它们以获得喷泉最大的高度。

8.磁力小火车

两个扁圆柱形磁铁与一个柱状的电池两端相接，当这个体系放在铜线圈内部且与铜接触的时候，它会开始运动。解释这个现象并且研究相关参量怎么影响火车的速度和功率。

9.水波

用一个竖直振动的水平圆柱来产生水波，当改变激励频率和振幅的时候水波会看起来流向或背离圆柱。请研究这个现象。

10.光环

让一个液体喷向一个平面，当接触点被激光照明的时候，可观测到环绕水柱的光环。研究这个光环和相关参量对整个系统的影响。

11.在一个光盘上旋转

假如你把一个轻的旋转着的物体放在一个水平旋转的盘子上，它可以不离开盘子地开始运动。解释相关参量如何影响各种不同形式的运动。

12.范德堡方法

大家都知道材料的导电率可以独立于样品形状地被测量，只要样品没有孔。这种方法的应用条件是什么？研究并解释这种方法应用于有孔物体的行为。

13.纸钳子

拿两本类似的平装书然后互相交叉几页，将两本书推在一起。揪住两本书的书脊并尝试将它们分开。研究相关参量对分开书临界拉力大小的影响。

14.敏感的火焰

一种可燃性气体（如丙烷）从一个气嘴里垂直的流出然后穿过一个很好的金属网格（二者距离约为5cm左右）。可燃气体被点燃并在金属网格上方形成一个火焰。在某些情况下，这火焰会对声音极其灵敏。研究这个现象和相关参量的影响。

15.非接触千分尺

请利用一个激光笔发明并制造一个做的光学仪器，使其可以不接触地测量一个玻璃片的厚度、折射率以及其他属性。

16.飞盘漩涡

当一个垂直的盘子部分沉在水中并作垂直于盘面的移动时，一对水涡会在水面上出现。在一定情况下，这些水涡可以在水面上运动很长一段距离。研究相关参量对水涡运动和稳定性的影响。

17.疯狂的手提箱

当一个人拉着一个两轮的旅行箱的时候，在某些时候旅行箱会很剧烈地左右摆最终倾覆。研究这个现象。一个人可否通过不同的装箱方法来抵制或激化这种现象？

1.自我发明

请设计和制造一个装置，能保护一个鸡蛋从2.5m的高度自由落下到硬地面上并且这个装置必须和鸡蛋同时下落，你能够设计的最小尺寸是多少？

2.气球汽笛

一个简单的汽笛可以这样制造：用一根穿过一只小型容器（或杯子）底部的管子拉伸位于容器（或杯子）开口处的气膜。经过在容器侧壁处的小孔，鼓风可以产生一个声音。解释声音受到相关参量的影响。

3.单透镜望远镜

一架望远镜可只用一枚透镜制作，如果小光圈被用于替代目镜，那么透镜参数和小孔将会怎样影响所成的图像（如放大率、清晰度和亮度）？

4.磁场山

置于非均匀磁场中的少量磁性流体会形成山丘状结构，讨论这些结构的属性如何依赖于相关参数。

5.莱氏星星

在莱氏效应中，置于热表面的水滴可存在几分钟。在某些情况下，水滴会发展为振荡的星形状态。引入不同的振荡模式并探讨它们。

6.快链条

一根链条由若干相比于水平有一定角度的木棍组成，且由两根线连接，垂直悬挂然后释放。相比于自由落体，当掉至水平地面时，链条掉落更快。解释此现象并研究相关参量如何影响链条的运动。

7.螺旋水波

当薄层液膜流过一个旋转的平台可能会出现螺旋波或者其他波，探讨这些波的类型。

8.密度可视化

纹影摄影术通常用于使气体中的密度变化可视化。安装一套纹影装备并且研究在这种方法在解决密度差异的优势。

9.管中球

现有一根充满液体并含有一枚小球的密封透明管，此管倾斜放置且下端与马达相连，如此管沿锥形面运动。探讨球在相关参数作用下的运动。

10.分离玻璃

在两片薄玻璃之间放置一层薄薄的水，然后试着把它们分开。研究相关参数对临界力的影响。

11.毛发湿度计

一只简单的湿度计可仅用人的毛发制作。研究这个装置的精确度和响应时间作为相关参量的函数。

12.扭转陀螺

将轮轴固定于具有一定扭转阻力的竖直线上，扭转绳子，旋转轮子并释放它，研究此系统的动力。

13.共鸣的玻璃

一个装满液体的酒杯，在扬声器的作用下将会发生共振，研究这个现象是如何依赖于相关参量。

14.念力转机

念力转机是一只机械玩具，由一根简单的木棍和第二根有一系列刻痕和棍尾处有螺旋桨的木棍组成的。当木棍拉到缺口，螺旋桨开始旋转。解释此现象并探讨相关参数。

15.煮鸡蛋

设计一个方案，在不破坏煮过的鸡蛋情况下，判断这个鸡蛋有几分熟。分析这个方案的准确度。

16.节拍器同步

几个节拍器摆在一起，他们从随机不同的初相位同时释放，满足一定条件之后，他们将会在几分钟之内达到同步。研究这个现象。

17.真空火箭筒

1.自我发明

建造一台能放大由力、光或电所引起的局部干扰的测震仪。确定你建造的设备的典型响应曲线，并研究影响阻尼系数的相关因素。你的仪器能达到的最大放大率是多少?

2.粉末的颜色

如果染过色的材料被磨成粉末，有的时候最终得到的粉末可能会和原来的材料有着不同的颜色。研究材料的碾磨程度是如何影响粉末的表面颜色的。

3. 硬币跳舞

准备一个冷却充分的瓶子，把一枚硬币放在它的瓶口上。过一段时间你会听见声响并看到硬币在移动。解释这个现象并研究相关因素是如何影响这舞蹈的。

4.海伦喷泉

建造一座海伦喷泉并解释它是如何工作的。研究相关因素是如何影响水柱的高度的。

5.吸管

当一根吸管放在一杯碳酸饮料里的时候,它可以浮起来，有时倒在玻璃杯的边缘。研究并解释吸管的运动，并判断在哪种条件下，吸管会倒下。

6. 环形加油器

一根涂了油的水平圆柱轴能绕着它的轴以恒速旋转。用硬纸板盘做一个内径大概为轴直径两倍的环，并把它放在轴上。根据倾斜程度，它可以沿着轴向两个方向运动。研究这个现象。

7.锥形堆

倒下一些不具有黏性的颗粒材料，使它们能形成一个锥型的堆。研究影响锥的形成和锥与地面形成的角度的相关因素

8.筒中尖

一个水平圆柱筒被一种黏性流体部分充满。当圆筒绕着它的轴旋转时，可以观察到不寻常的流体现象，如筒内壁上的尖锐形状。研究该现象。

9.水中蜡烛

给一根蜡烛加点重量，使其勉强能浮在水面上。随着蜡烛燃烧,它可能会继续漂浮。研究并解释这一现象。

10.特斯拉阀

特斯拉阀是一种几何形状固定的被动单向阀。特斯拉阀对单方向流动的阻碍要比对另一方向的阻碍大得多。制造这样一个特斯拉阀，并研究它的相关参数。

11.方位角-径向摆

将一根弹性棒的一端水平固定在硬支架上。用一根绷紧的绳吊起棒的另一端以避免竖直方向的偏差， 并用另一根绳在上面悬挂一个摆锤。得到的摆的径向振动（与棒平行） 能自发地转变成有方位角的振动（与棒垂直），反之亦然。研究这个现象。

12.居里点引擎

制作一个可以围绕它的轴心自由旋转的镍盘。在靠近镍盘边缘的地方放置一块磁铁并对这一侧进行加热。镍盘开始旋转。研究影响镍盘转动的因素，并优化你的设计，使之稳定旋转。

13.称量时间

众所周知，沙漏在流沙时，它（用秤称出来的）重量会发生变化。研究这个现象。

14.灯光四射

晚上拍摄发光的灯笼，照片上可能会出现一些从灯笼中心放射出来的光线。解释并研究这一现象。

15.吹泡泡

向圆环中的皂液薄膜吹气，可能会吹出一个泡泡。液膜可能会破，也可能继续存在。研究相关因素怎样决定一张皂液薄膜产生的泡泡的数量，以及泡泡的特性。

16. 声悬浮

小物件可以在竖直的声波中悬浮。研究这个现象。你对小物件的操纵能达到什么程度？

17.水瓶

近来十分流行的翻水瓶中有一个动作，将部分充满的塑料瓶扔到空中，让它翻个跟头，然后稳稳地直立落在水平面上。研究这个现象，确定动作成功的影响因素。

1. 你来发明

构建一个基于电晕放电来推进的简易马达。探究相关参数是如何影响转子运动的，并优化你的设计，从而获得固定输入电压下的最大速度。

2. 气溶胶

当水流经一个小孔时，可能会形成气溶胶。探究参数怎样能形成气溶胶而不是水柱等。气溶胶的特性是什么？

3. 低音

让一个音叉或一个简易的振子靠着轻微接触的纸振动。产生的声音频率会比音叉的基本频率更低，探究此现象。

4. 漏斗与球

通过向漏斗中吹气，一个轻质小球（如乒乓球）可以被拾起。解释此现象并探究相关的参数。

5. 填充瓶子

当垂直的水柱进入瓶子时，可能会产生声音，并且，随着瓶子被填充，声音的特性会改变。探究此系统的相关参数，如水柱的速度与尺寸，瓶子的大小与形状或水温等对声音的影响。

6. 飓风球

通过起始时用手旋转，并使用一根管子（如吸管）朝其吹气，连在一起的两个钢球能以极高频率旋转。解释并探究这一现象。

7. 响亮的声音

一个简易的圆锥形或牛角形装置可以优化人声向远处收听者的传递。探究锥形装置的形状、大小、材质等相关因素对其声学输出的影响。

8. 科幻之声

敲击螺旋弹簧可以模拟出类似科幻电影中“激光枪”的声音。探究并解释这一现象。

9. 酱油光学

以一束激光穿透一层薄的酱油（约 200 μm），可以观察到热透镜效应。探究此现象。

10. 悬浮水轮

在靠近水柱的边缘小心地朝上放置一个轻质物体，如聚苯乙烯泡沫塑料盘，在一定条件下，物体将在悬浮的同时开始旋转。探究这一现象以及它对外部扰动的稳定性。

11.自组装平面

在平坦的振动板上放置一些完全相同、形状规则的硬质颗粒，根据单位面积上的颗粒数量，它们可能形成或不能形成有序的晶体状结构。探究此现象。

12.陀螺仪特斯拉计

当放置在磁场中时，一个由非铁磁性导电材料制成的旋转的陀螺仪会减速。探究相关参数对减速的影响。

13.莫尔织物分析镜

当紧密排列的非相交线条（其间有透明间隙）组成的图案覆盖在一块机织物上时，可以观察到独特的莫尔条纹。设计一种使你能够测量织物经纬密度的覆盖物。确定测量简单织物（例如亚麻布）的精确度，并探究此方法能否适用于更复杂的织物（例如牛仔布或牛津布）。

14.循环摆

将一重一轻两个负载通过水平杆上的一根绳子相连，并下拉轻负载以吊起重负载。释放轻负载，它将围着杆扫动，从而阻止重负载落到地面。探究此现象。

15.牛顿摆

牛顿摆的振动会逐渐衰减，直到摆球静止。探究相关参数，例如摆球的数量、材质和排列方式对牛顿摆衰减速率的影响。

16．下沉的气泡

当一个盛有液体（例如水）的容器垂直振动时，液体中的气泡可能不会上升，而是向下运动。探究此现象。

17.雪糕棒连锁反应

通过轻微的弯曲，可将木制的雪糕棒连接在一起，所以被称作“眼镜蛇式编织”形状的链条中连锁。当这种链条的一端被释放时，木棒迅速脱落，且波阵面沿着链条传播。探究这一现象。

1. 自己创造

设计一种利用热效应测量电流的仪器。该方法的准确性、精确度和局限性是什么？

2. “隐形”的瓶子

把点燃的蜡烛放在瓶子后面。如果你从对面吹瓶子，蜡烛可能会熄灭，就好像瓶子根本不在那里一样。解释这一现象。

3. 转动的声管

声音管是一种玩具，由波纹塑料管组成，你可以旋转它来发出声音。研究这些玩具发出的声音的特征，以及它们如何受到相关参数的影响。

4. 唱歌的铁氧化物

将铁氧化物插入由信号发生器供电的线圈中。在某些频率下，杆开始发出声音。研究这一现象。

5. 甜蜜的海市蜃楼

Fata Morgana 是海市蜃楼的一种特殊形式。用激光照射具有折射率梯度的液体也可以产生类似的效果。研究这一现象。

6. 撒克逊人的碗

一个底部有洞的碗放在水中会下沉。撒克逊人使用这个装置来计时。研究决定下沉时间的参数。

7. 绳上的球

用一根绳子穿过带孔的球，使得球可以在绳上自由移动。在绳的另一端连接另一个球。当你周期性地移动绳的自由端时，你可以观察到两个球之间的复杂运动。研究这一现象。

8. 肥皂膜过滤器

一个重粒子可以穿过水平的肥皂沫而不使其破裂。然而，一个轻粒子可能穿不透薄膜，并可能停留在它的表面。研究这种薄膜过滤器的性能。

9. 磁悬浮

在一定条件下，磁力搅拌器的“磁子”在搅拌过程中可以在粘性流体中稳定地上升和悬浮。研究“磁子”动态稳定的原因及其如何依赖于相关参数。

10. 导电回路

用铅笔在纸上画的线可以导电。研究导电回路的特性。

11. 漂流斑点

用激光束照射黑暗的表面。在斑点内部可以看到颗粒状的图案。当用相机或眼睛观察到这种缓慢移动的图案时，它看起来正在相对于表面漂浮。解释这一现象，并研究这种漂浮现象如何依赖于相关参数。

12. 多边形涡

一个静止的圆柱形容器，包含一个靠近底部表面的部分填充液体的旋转板。在一定条件下，液体表面的形状会变成多边形。解释这一现象，并研究其对相关参数的依赖关系。

13. 摩擦振子

一个大质量物体被放置在两个相同的平行水平圆柱体上。两个圆柱体以相同的角速度旋转，但方向相反。研究物体在圆柱体上的运动如何依赖于相关参数。

14. 下降的塔

相同的圆盘，一个叠在另一个上面，形成一个独立的塔。底部的圆盘可以通过施加一个突然的水平力而撤出，使塔身的其余部分掉到表面上，而塔身保持直立状态。研究这一现象，并确定让塔身保持屹立的条件。

15. 胡椒罐

如果你拿一个盐或者胡椒粉罐，摇一摇，里面的东西就会慢慢倒出来。然而，如果一个物体沿着罐底摩擦，那么倒出的速度会急剧增加。解释这一现象，并研究速率如何依赖于相关参数。

16. 镍钛合金发动机

将镍钛合金线圈绕在两个滑轮上，使它们的轴彼此保持一定距离。如果其中一个滑轮浸入热水中，电线就会变直，导致滑轮旋转。研究这种发动机的性能。

17. 扑克牌

一张标准的扑克牌在它被旋转着抛出时，它可以运动很长的一段距离。研究影响距离和轨迹的参数。

1. 自己创造

设计一个只因其内部刚体结构与环境（空气，水）相互作用而周期性机械运动的船。试着优化这一船的参数以获得最大速度。

2. Circling Magnets 转圈的磁铁

将具有不同直径的纽扣磁铁接在圆柱形电池的两端。当放置在铝箔上时，物体开始旋转。研究相关参数将如何影响物体运动。

3. 感应传感器

一个简单的无源感应传感器可以检测在其磁场中移动的铁磁物体。构造一个这样的无源传感器并研究其特性，例如感应范围。

4. 风速

让电流流过线圈。当冷空气流过线圈时，线圈的温度将降低。研究风速如何影响温度下降。这种测量风速的方法的精度是多少？

5.感应传感器

当几支蜡烛彼此相邻燃烧时，可以观察到振动的火焰。两个这样的振荡器可以相互耦合，从而实现同相或反相同步（取决于蜡烛组之间的距离）。解释并研究这种现象。

6. 不可逆的浮沉子

将一个简单的浮沉子（例如，部分装满水的倒置试管）放在装满水的长竖直管中。管中压力的增加会迫使浮沉子下沉。当达到一定深度时，即使压力变回其初始值，它也不会返回初始位置。研究此现象以及相关参数将如何影响该现象。

7.珠子动力学

一个圆环绕垂直于其直径的轴旋转。让一个小珠子在环箍内部的凹槽中滚动。研究影响珠子动力学的相关参数。

8. 保险丝

较短的电线可以用作电熔丝。确定各种参数如何影响保险丝“熔断”所需的时间。

9. 光“须”

当激光束以小角度入射肥皂膜时，薄膜内部可能会出现快速变化的光的细小分支。解释并研究这一现象。

10. 旋转漂移

当让圆环在抛物线形的碗中滚动时，可能会出现有趣的运动模式。研究这种现象。

11. 吉他弦

使用电磁铁将周期性的力施加到钢制吉他弦上。研究吉他弦在其共振频率附近的运动。

12. 威尔伯福斯摆

Wilberforce（威尔伯福斯）摆由悬挂在垂直方向上螺旋弹簧和连在其末端的重物组成。弹簧上的重物可以同时上下移动并绕弹簧的竖直轴旋转。研究这种摆的运动行为以及与相关参数的关系。

13. 海绵

海绵将以由多种参数所确定的一定的速率和总量来吸收水。研究海绵用于干燥一个湿表面的效果。

14. 动态疏水性

当液滴撞击水平移动的表面时，根据表面移动速度的不同，液滴可能会反射或不反射。调查这一运动表面和液滴之间的相互作用。

15. 回弹胶囊

掉落在坚硬表面上的球即使具有初始转动也不会反弹到释放高度。而当释放胶囊状的物体时(例如 Tic Tac mint，一种胶囊状糖果)，其反弹可能会超过初始高度。研究这种现象。

16. 超声波泵

浸入超声波清洗器中的毛细管会像水泵一样工作，可以将水提升到相当高的高度。解释并研究这种现象。

17. 竹蜻蜓（手动直升机）

可以通过将旋翼桨叶安装到垂直杆的一端来制造一种简单的手动直升机（竹蜻蜓）。当操纵杆以足够高的速度旋转时，放手后直升机会起飞。研究相关参数是如何影响竹蜻蜓的离地高度和最大高度的。