第八届(2017年)
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
用塑料管，吸尘器，再加上一个轻物体，就能做一个"火箭筒"了。请制作一个这样的火箭筒，并且把他的出射速度达到最大化。
第九届(2018年)
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(如图所示)。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。
第十届(2019年)
1. 自己创造
建立一个基于电晕放电来推进的简单马达。研究相关参数是如何决定转子的运动的，并在固定的输入电压下，对你的设计进行优化以达到最大速度。
2.气溶胶
当水流经一个小孔时，可能会形成气溶胶。调查决定水形成气溶胶而非直接射流的参数。气溶胶的特性是什么？
3.低音
让一个音叉或一个简单的振荡器在一张纸上振动，其间的接触很弱。产生声音的频率可以比音叉的基本频率更低。调查这种现象。
4. 漏斗和球
一个轻质球（如乒乓球）能够通过向漏斗中吹入空气被拾起。解释这个现象并研究相关参数。
5.装满瓶子
当垂直水流射入瓶子时，可能产生声音，当瓶子装满时，声音的特性可能会改变。研究该系统的相关参数，如射流的速度和横截面、瓶子的大小和形状或水温等对声音的影响。
6.飓风球
连接在一起的两个钢球，可以通过用手旋转，再使用一根管子（如吸管）吹气后，以极高的频率旋转。解释并调查这个现象。
7. 响亮的声音
一个简单的锥形或喇叭状物体可以用来优化人类声音向远程收听的传递。调查相关因素如锥的形状、大小、材料，是如何影响产生的声学输出的。
8.科幻之声
在科幻电影中，敲打螺旋弹簧可以发出类似“激光枪”的声音。调查并解释这个现象。
9.酱油光学
使用激光束通过一层薄酱油（约200μm），可以观察到热透镜效应。调查这种现象。
10.悬浮水轮
在靠近水射流的边缘小心地将一个轻质物体朝上放置，如聚苯乙烯泡沫塑料盘。在一定条件下，物体将在悬浮时开始旋转。调查这个现象并研究它对外界干扰的稳定性。
11.自动组装平面
在平坦的振动板上放一些同种的形状规则的硬质颗粒。根据每单位面积上的粒子数，它们可能或可能不形成有序的晶体状结构。调查这种现象。
12.陀螺仪特斯拉计
一个由非铁磁性的导电材料制成的旋转的陀螺仪，被置于磁场中时会减速。研究决定减速的相关参数。
13. 莫尔条纹
当紧密间隔的非交叉线（在其之间有透明间隙）的图案被覆盖在一块机织物上时，可以观察到特征的莫尔条纹。设计一个可以测量机织物的经纬密度的覆盖物。确定测量简单织物（如亚麻）的精确性，并调查该方法是否对更复杂的织物（例如牛仔布或牛津布）是可靠的。
14. 循环摆
将一重一轻两个负载用水平杆上的绳子相连，并拉动轻负荷来吊起重负荷。释放轻负荷，它将围着杆扫动，使重负荷不会坠落到地面。调查这个现象。
15.牛顿吊架
牛顿吊架的振动将逐渐衰弱到球体静止。研究相关因素如球体的数量、材料、排列是如何影响其衰变速率的。
16.下沉的气泡
当一个盛有液体（如水）的容器垂直摆动时，液体中的气泡可能不会上升，而是向下运动。调查这个现象。
17. 雪糕棒连锁反应
通过轻微的弯曲将木制的雪糕棒连接在一起，这样它们就可以在所谓的“眼镜蛇式编织”链中互锁。当该链的一个末端被释放时，棍棒迅速地脱落，波前沿着链条移动。调查这种现象。
第十一届(2020年)
1.自己发明
设计一种利用热效应测量电流的仪器。该方法的准确度、精密度和局限性是什么？
2.不起眼的瓶子
将点燃的蜡烛放在瓶子后面。如果你从蜡烛的对面吹瓶子，蜡烛同样可能熄灭，好像瓶子根本不在那里。解释这个现象。
3.摇摆的声管
声管是一种玩具，由波纹塑料管组成，你可以旋转声管产生声音。研究这些玩具发出的声音的特性，以及它们如何受到相关参数的影响。
4.“歌神”铁氧体
将铁氧体棒插入信号发生器供电的线圈中。在某些频率下，铁氧体棒开始发出声音。研究这一现象。
5.甜蜜的海市蜃楼
法塔莫干纳是一种特殊形式的海市蜃楼的名字。而使用激光照射具有折射率梯度的流体时，也会产生类似的效果。研究这一现象。
6.撒克逊碗
一个底部有洞的碗放在水中会下沉。撒克逊人用这个装置来计时。研究决定下沉时间的参数。
7.绳子上的球
将绳子穿过一个带有洞的球，这样球就可以沿着绳子自由移动。把另一个球系在绳子的一端。当你周期性地移动绳子的自由端时，你可以观察到两个球的复杂运动。研究这一现象。
8.肥皂膜过滤器
一个重颗粒可以通过一个水平的肥皂膜而不会使其破裂。然而，轻粒子可能无法穿透膜并可能停留在其表面上。研究这种膜过滤器的性能。
9.磁悬浮
在某些特定情况下，磁力搅拌器的“搅拌子”在搅拌时，能在粘性流体中稳定地上升和悬浮。研究“搅拌子”动态稳定的起源，以及它如何依赖相关参数。
10.画出来的导线
用铅笔在纸上画的线可以导电。研究这种导线特性。
11.漂移的斑点
将激光束照射到黑暗的表面上。在斑点内可以看到颗粒状图案。当用相机或人眼观察这个图案时，图案似乎在缓慢移动，图案相对于表面似乎在漂移。解释现象并研究漂移如何取决于相关参数。
12.多边形涡流
在瓶面附近装有旋转板的静止圆柱形容器中，部分装有液体。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性。
13.摩擦振子
一个大块的物体被放置在两个相同的平行水平圆柱体上。两个圆柱各自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.下落的塔
相同的圆盘，一个叠在另一个上面，形成一个独立的塔。当塔底部的圆盘通过施加一个突然的水平力来移除，塔身的其余部分就会掉落到底面上，并依然保持直立状态。研究该现象并确定允许塔保持静止直立的条件。
15.胡椒罐
如果你拿一个盐或胡椒罐，摇晃罐子，里面的东西就会慢慢地倒出来。然而，如果一个物体沿罐底摩擦，则倒出速度会显著增加。解释这种现象，并研究倒出速度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，同时两个滑轮的轴彼此相距一定距离。如果其中一个滑轮浸入热水中，金属丝就会变直，导致滑轮转动。研究这种发动机的性能。
17.玩纸牌
一张标准的扑克牌只要在投掷的过程中旋转，就可以运动很长的一段距离。研究影响距离和轨迹的参数。
第十二届(2021年)
1、自己发明
设计一艘只因内部部件的周期性机械运动而移动的船，并且它只通过坚硬的船体与环境（空气、水）相互作用产生移动。优化你所建的船的参数以达到最大速度。
2.旋转磁铁
将直径不同的纽扣磁铁贴附到圆柱形电池的两端。将其放置到铝箔上后，物体会开始旋转。探究相关参数如何影响该运动。
3. 接近传感器
一个简单的无源感应传感器可以探测到穿过它磁场的铁磁性物体。构建一个这样的无源传感器并探究其特性，如感应范围。
4.风速
让电流流过一个线圈。当冷空气流过这个线圈时，线圈的温度会降低。探究风速如何影响温度的下降。这种测量风速的方法的精度是多少？
5.同步蜡烛
当几支彼此邻近的蜡烛燃烧时，可以观察到振荡的火焰。两个这样的振荡可以相互耦合，导致同相或反相同步（取决于蜡烛组之间的距离）。解释并探究这种现象。
6.不可逆转的浮沉子
一个简单的浮沉子（例如，一个部分充满水的倒置试管）被放置在一个装满水的垂直长管中。增加管中的压力迫使浮沉子下沉。当达到一定的深度时，即使改变压力到初始值，它也不会返回到表面。探究这一现象以及相关参数如何影响该现7.珠子动力学
一圆环绕着垂直于直径的轴旋转，让一个小珠子可在环内的凹槽中滚动。探究相关参数对珠子动力学的影响。
8.保险丝
一根短电线可以充当保险丝。试确定各参数是如何影响保险丝“熔断”所需时间的。
9.光须
当一束激光以小角度照射肥皂膜时，薄膜内部可能出现由细的、分岔的光轨迹构成的快速变化的图案。解释并探究此现象。
10.旋转漂移
当一个圆环在抛物面形的碗中滚动时，可能会出现有趣的运动模式，探究此现象。
11.吉他弦
使用电磁铁对钢吉他弦施加周期性的力。探究吉他弦在其共振频率附近的运动。
12.威尔伯福斯摆/韦氏摆
威尔伯福斯摆由悬挂在竖直方向的螺旋弹簧和连接在弹簧末端的物块组成。物块既能在弹簧上上下运动，又能绕其竖直轴旋转。探究这种摆的运动行为，以及它是如何依赖于相关参数的。
13.海绵
在不同的参数影响下，海绵将以一定的速率和总量吸水。探究海绵在使潮湿表面变干燥时的效率。
14.动态疏水性
当一滴液体撞击水平移动的表面时，取决于表面的移动速度，液滴可能反弹或不反弹。探究该运动表面与液滴之间的相互作用。
15.反弹胶囊
落在坚硬表面上的圆球即便具有一个初始的旋转速度，也永远不会反弹到释放高度；胶囊状物体(例如Tic Tac薄荷糖)却可能反弹超过初始高度。探究这个现象。
16.超声波泵
浸没在超声波浴中的毛细管会像水泵一样工作，将毛细管内的水提升到相当高的高度。解释和探究这一现象。
17.手提直升机/竹蜻蜓
一架简单的手提直升机可以通过将旋翼叶片固定在垂直杆的一端制作而成。当垂直杆以足够高的速度旋转时，松开手，手提直升机就会起飞。探究相关参数对起飞和飞行最大高度的影响。
第十三届(2022年)
1.发明创造
设计一个可以决定不透明管道内液体流动方向的非侵入性装置。优化你的装置以测得尽可能小的流量。
2.瑞利盘
一个圆盘由细线垂直悬挂在声场中。该装置可以通过改变细线的轴来测量声音的强度。研究该装置的精度。
3.棒上环
垂直钢棒上的垫圈下滑时会开始旋转，而不是简单地向下滑动。研究垫圈的运动并探究是什么决定了最终速度。
4.永不沉没的圆盘
将一个中心有孔的金属圆盘沉入装满水的容器中。当一个垂直的水流击中圆盘中心时，它可能会漂浮在水面上。解释这一现象并研究相关参数。
5.双金属振荡器
简单的电子振荡器可以用双金属接触断触器来制作。研究影响这种振荡器频率的相关参数。
6.网球塔
通过每层三个网球、顶部一个网球的方式来堆叠建造一座塔。研究这种塔的结构限制和稳定性。当每层使用三个以上的球并且在顶层使用合适数量的球时，情况如何变化？
7.圆柱形骰子
一枚硬币落地时侧面站立的情况通常是很罕见的。为了使一个圆柱形骰子落下时能有相同的概率立在它的侧面和上下表面其中之一，它应该具有怎样的物理和几何特征？
8.等势线
将两个电极放入水中，加一个安全的电压，然后使用电压表测定不同位置的电势。研究测出的等势线与你在不同条件和液体情况下的期望值是如何产生偏离的。
9.液滴爆炸
如果一股液体从一个小孔中射出，那么在一定条件下，它会扭转成螺旋状。解释这一现象，并研究螺旋会扭转的条件。
10.橡皮筋上的球
当一滴水混合物(例如水-乙醇)放置在疏水性液体(例如植物油)的表面时，所产生的液滴有时会碎成更小的液滴。研究影响碎裂和最终液滴大小的参数。
11.橡皮筋上的球
用橡皮筋把两个金属球连接起来，然后扭动橡皮筋，把金属球放在桌子上。球会开始朝一个方向旋转，然后朝另一个方向旋转。解释这一现象，并研究这种“钟摆”的行为如何取决于相
关的参数。
12.奇怪的运动
在碗中的水面上撒上漂浮的小颗粒。在水面上方和附近放一块强力磁铁。解释观察到的粒子运动。
13.蜡烛动力涡旋机
悬挂在蜡烛上方的纸螺旋开始旋转，优化设置以获得最大扭矩。
14.膜上球
将金属球扔在塑料杯子上延展的橡胶薄膜上时，可以听到声音。解释这种声音的起源，并探讨其特征如何取决于相关参数。
15.抵制作用
如果颗粒悬浮在密度低于该颗粒的液体中，颗粒就会沉降到容器底部。倾斜盛放液体的容器会影响沉降速率。解释这一现象并研究相关参数的影响。
16.拯救蜂蜜
当旋转一根涂有粘性液体（如蜂蜜）的棒时，在一定条件下，液体会停止流下，研究这一现象。
17.隐形
双凸透镜可以用来扭曲光线并使物体消失，研究改变透镜的属性和物体的几何形状会如何影响物体被检测到的范围。
第十四届(2023年)
1.分形手指
如果将一滴墨水与酒精的混合物滴在稀释的丙烯酸涂料上，则可以观察到分形手指的效果。请问手指的几何形状和动力学是如何受相关参数影响的？
2.摆动球
将一个表面导电的轻球悬挂在一根细电线上，当球体绕其垂直方向旋转（从而使电线转动扭曲）后释放，轻球开始振荡。请研究磁场的存在是如何影响该运动的。
3.汽笛
如果你将气流引导到一个带孔的旋转盘上，可能会听到声音。请解释这一现象并研究声音特性如何依赖相关参数的。
4. 彩色线
利用白炽灯发出的大入射角的光照射光盘或DVD上，可以观察到一条清晰的绿线。颜色会随着圆盘角度的轻微变化而变化。请解释和研究这一现象。
5.口哨网
当水流在一定角度范围内撞击刚性金属网时，可能会听到哨声。研究金属网格、水流和角度的特性是如何影响所产生的声音的。
6. 磁机械振荡器
将两个相同的叶片弹簧的下端固定到非磁性底座上，并将磁铁连接到弹簧上端，使它们相互排斥并可以自由移动。研究弹簧的运动是如何取决于相关参数的。
7. 法拉第波
当整个系统处于垂直振荡的状态时，漂浮在粘度更高的液体中的粘度较低的液滴会产生令人惊讶的波浪状图案。研究这种现象以及产生该稳定状态的相关参数。
8.欧拉摆
取一块厚的无磁性的板子，在上面固定一块钕磁铁。在其下方悬挂一根磁棒（可以由圆柱形钕磁铁组装而成）。将磁棒偏转，使其只有最高处的边缘接触到板子，然后释放它。研究这种摆在各种条件下的运动。
9. 摆动螺丝
当把一个螺丝放在斜坡上并松开时，它沿着斜坡向下运动的同时可能会产生越来越大的振荡。研究螺丝的运动，以及这些振荡的增长所依赖的相关参数。
10.上游流
在水面上撒上轻粒子。然后允许水流从很小的高度入射到水面。在某些条件下，粒子可能开始沿水流向上移动。研究并解释这一现象。
11.铁氧体棒上的球
铁氧体棒放置在垂直管的底端。将频率与铁氧体棒固有频率同阶的交流电压加到细线圈上（包裹在棒下端）。当一个球放在铁氧体棒顶部时，球就会开始反弹。研究并解释这一现象。
12.米壶铃
取一个容器，并倒入一些颗粒状物质，如大米。如果把勺子浸入其中，并达到一定浸入深度，你就可以通过勺子举起该容器及其内部颗粒物质。解释这一现象并探索系统的相关参数。
13. Ponyo的热管
将一个玻璃管（顶部密封）中灌满水并垂直安装。玻璃管底端浸在盛有水的烧杯中，对玻璃管的一小段进行加热。研究并解释水和观察到的气泡的周期性运动。
14.射流折射
一束垂直射流通过带有细网的斜筛时，会发生折射。总结提出这类折射的规律并研究相关参数。
15. 煎饼旋转
将几个球放入圆形容器中。如果围绕垂直轴移动容器，则球可以随容器的移动一起同向移动，也可以沿相反方向移动。解释这种现象，并研究运动方向取决于哪些相关参数。
16.热声发动机
将一个活塞放在水平放置的试管的开口端，试管另一端封闭端部分用钢丝绒填充。当试管封闭端被加热时，活塞可能会振动。研究该现象并确定该发动机的效率。
17. 沙池
被沙子覆盖的车道会导致行驶车辆的动能损耗。如果要使一个被动移动的物体（例如一个球）完全停止，这样的沙地需要多长。长度取决于哪些参数。
