物理与工程方向EPQ:六类研究方向及课题示例

物理/工程方向

从微观材料到智能机器探索科学原理,解锁工程应用

专业导读:物理与工程,可以研究什么?

物理与工程,是一类连接科学原理与现实应用的研究方向。

从材料的微观结构、机械设备的运行原理,到电子系统的设计与优化,许多日常生活中的技术现象,都可以成为深入探索的起点。

对于高中生而言,这些研究不一定需要复杂的实验设备,也可以通过文献调研、理论推导、数据分析、软件模拟或自主设计,逐步形成一个具有研究价值的EPQ课题。

⌛10秒了解EPQ

EPQ (Extended Project Qualification)是英国教育部和高等教育招生服务中心(UCAS)、G5名校强烈推荐的研究性学习认证项目。

学生在老师指导下选择感兴趣的课题,完成一篇接近5000字的英文文章,或完成一篇1000–3000字的英文文章并提交一个可展示的项目。

研究方向:可以做哪些EPQ课题?

以下为2026年春季学期的EPQ选题示例。

01 材料科学

Materials Science

探索不同材料的组成、结构与性能,研究新型材料的设计、改良及实际应用。

  • 有机金属分子中作为CO₂吸附调节剂的中心金属离子:MOF-74与MIL-53的比较研究

  • 撞击角度和预先存在的裂纹如何影响手机盖板玻璃落地时新裂纹的形成?

  • 面条面团揉面压力与时间的优化:对其对微观结构及二硫键形成影响的研究

  • 哪种复合纤维材料抗腐蚀性能最佳,且抗拉强度最高?

  • 手机玻璃的抗冲击性如何?——手机玻璃球跌落测试及其抗冲击性能分析

  • 运动鞋中底材料与结构设计如何影响落地过程中缓震性能与能量回馈之间的权衡?

  • 从实验室模型到工业应用:评估结晶优化策略的可移植性

  • 可生物降解材料在多大程度上能够满足食品包装的强度、阻隔性和安全性要求?

  • 合金与复合材料制成的机翼剖面在机械性能和耐腐蚀性方面的比较研究

  • 探究高纯度铜与普通商用铜箔在锂离子电池电解液中的腐蚀行为差异

02 机械工程

Mechanical Engineering

从机械结构、流体力学到空气动力学,研究工程系统的运行原理与性能优化。

  • 一种可安装在外骨骼上的基于水冷管的人体冷却系统

  • 针对性空气动力学改装能在多大程度上优化车辆能耗?

  • 不同翼梢小翼对飞机燃油效率影响的比较分析。

  • 亚音速飞行中机翼几何形状对升阻比的气动分析

  • 仿鸟流线型结构如何提高多旋翼无人机的水平飞行效率?

  • 不同型号谐波减速器传动性能的比较分析与未来展望

  • 比赛中,羽毛球的受损程度会如何影响其飞行轨迹?

  • 根据 2026 年的新规则,F1 赛车在蒙扎国家赛车场应当如何管理能量分配,以在排位赛中跑出最快圈速?

  • 如何通过齿轮锁定、弹簧辅助和材料优化,提高3D打印机械臂的承载能力和稳定性?

  • 结构优化能从多个方面显著提FRC机器人的整体性能

03土木与可持续工程

Civil&Sustainable Engineering

围绕建筑结构、工程材料、能源环境问题,探索更安全、高效和可持续的工程方案。

  • 高压输电技术在多大程度上改善中国能源分配并缓解用电压力?

  • 电化学介质碳捕获与传统胺吸收的化学性能比较和经济可行性评估:一个燃煤烟气场景分析

    推荐
  • 关于二阶微分方程在建筑减振系统中的应用研究

  • 关于水生环境中微塑料提取的性能评估与方法选择策略的研究

  • 低成本环保吸水除臭化合物在无排水卫生系统中的应用及效能研究

  • 不同条件对家用小型光伏组件光电转换效率的影响

  • 中国不同气候条件下土壤碳汇潜力的评估

  • 气雾栽培与传统农业相比,哪种方式能为发展中国家提供更可持续的粮食系统?

  • 废弃食用油在多大程度上可用于生产可持续航空燃料?

  • 吸附材料与用量对亚甲蓝吸附效率影响的比较分析及其在污水处理中的经济适用性

04 电子工程

Electronic Engineering

研究电路、半导体、传感器与智能设备,探索电子系统的设计、模拟和应用。

  • 可穿戴篮球投篮手型矫正装置的结构设计与初步验证

  • 哪些因素会影响无人机上的TOF自动避障系统的工作以及如何影响它?

  • CPI、LoD 和轮询率等不同鼠标传感器参数如何影响玩家的游戏体验与表现?

  • 将基于快速傅里叶变换的谱减法用于头戴式耳机通话降噪的研究:效果以及局限性

  • 几何图案对碳纳米管薄膜柔性传感器压阻性能的影响

  • 基于UWB的智能门锁近场解锁可行性研究:安全性与用户体验分析

  • 为视障人士设计并研究楼梯识别辅助系统

  • 在家用鸟笼中加入智能技术,能在多大程度上可测量地改善鸟类福利?

  • 室内机器人避障中,超声波、红外和激光传感器在不同环境下的精度及有效范围比较

  • 利用C-V2X车路协同技术改善L2驾驶辅助系统安全性及其普及障碍的研究

05物理与量子科学

Physics & Quantum Science

从经典物理到量子现象,研究自然规律,并探索其在通信、计算与前沿技术中的应用。

  • 母球轨迹影响因素的力学与几何分析

  • 放射成因氢在多大程度上能够解释“奥陌陌”的非引力加速度?

  • 黑洞信息悖论的拟议解决方案在多大程度上将内部视为与外部无关?

  • 经典计算机与量子计算机的对比分析:未来二十年量子机构性的前景

  • 最小作用量原理在统一经典物理学不同领域中的作用及其有效性

  • 研究混沌理论和洛伦兹系统在大气建模中的敏感性

  • 下旋角速度在多大程度上影响篮球罚球的轨迹和成功率?

06 交叉工程与技术应用

Interdisciplinary Engineering

融合工程、数学、计算机与数据分析,通过设计、建模和实验解决真实问题。

  • 基于虚拟现实的沉浸式景观游戏体验

  • 使用Blender为双星系统设计戴森球原型

  • 如何增加脑机接口游戏的沉浸感?

  • 命题逻辑的非加权图重写方法

  • 用数学建模的方法模拟任意球的运动轨迹

  • AI智能灌溉系统:不同土壤类型下自动浇水与人工浇水的比较研究

  • 如何精准预测锂离子电池的温度?

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