A-Level 物理实验怎么准备：剑桥 Paper 3 实操的规矩，爱德思 Unit 3、6 和 16 个核心实验
A-Level 物理的实验合计占 A Level 二成以上。本文依据剑桥 9702 和爱德思 IAL 考纲，讲清剑桥 Paper 3 两道题的结构、得分分配、表格作图和不确定度规矩、局限与改进怎么写，以及爱德思 Unit 3、Unit 6 的考法和 16 个核心实验。
A-Level 物理的实验，剑桥和爱德思的考法差别最大：剑桥 Paper 3 要在实验室里两小时做完两个实验，测量、作图、算不确定度全靠自己；爱德思的 Unit 3、Unit 6 是笔试，围绕 16 个核心实验考设计、测量和数据处理。剑桥 A Level 阶段的 Paper 5（纸上实验设计）我们已在A-Level 物理冲 A*里详细讲过，这篇重点讲剑桥 Paper 3 和爱德思的两个实验单元。整体结构见A-Level 物理怎么考，化学、生物实验见第 183、184 篇。
一、实验在哪几张卷里
| 考试局 | 试卷／单元 | 形式 | 占 A Level |
|---|---|---|---|
| 剑桥 9702 | Paper 3 高级实验技能（AS） | 实验室实操，2 小时、40 分 | 11.5% |
| Paper 5 规划、分析与评价（A Level） | 笔试，1 小时 15 分钟、30 分 | 11.5% | |
| 爱德思 IAL | Unit 3 物理实验技能 I（IAS） | 笔试，1 小时 20 分钟、50 分 | 10% |
| Unit 6 物理实验技能 II（IA2） | 笔试，1 小时 20 分钟、50 分 | 10% |
剑桥考纲建议学生至少把 20% 的学习时间用在个人或小组的动手实验上，看演示不算在内。
二、剑桥 Paper 3：两道题，各 1 小时、20 分
- 第 1 题：收集数据、作图、下结论；
- 第 2 题：收集数据、下结论，不一定作图。题目给的实验方法本身是不准确的，要求评价方法并提出改进；
- 两道题出自物理的不同领域，不需要事先懂相关理论。
得分怎么分配
| 技能 | 第 1 题最少分值 | 第 2 题最少分值 |
|---|---|---|
| 操作、测量与观察（成功收集数据、数据质量） | 7 分 | 5 分 |
| 数据呈现（第 1 题：表格、记录、作图；第 2 题：记录） | 6 分 | 2 分 |
| 分析、结论与评价（第 1 题：读图、下结论；第 2 题：下结论、估计不确定度、找局限、提改进） | 4 分 | 10 分 |
每题其余 3 分在各项之间分配，每次不同。这张表说明了两道题的侧重：第 1 题拼测量和作图，第 2 题拼评价和改进。
测量：考纲点名的仪器
- 毫米刻度尺、量角器、电子秤、测力计、指针式或数字式电表、量筒、游标卡尺或数字卡尺、螺旋测微器、温度计；
- 用秒表测时间间隔，包括通过测连续多次振动的总时间来测周期；
- 指针式刻度和数字显示都要会读；
- 自己搭装置：需要监考老师帮忙搭装置的，拿不到“成功收集数据”的满分；监考老师在任何情况下都不能帮忙处理数据、分析或评价；
- 数据质量：测量要准确，并在器材或题目允许的范围内尽量取最大的数值范围。考官可能根据图上点的离散程度，或与监考老师提供的数据比较来给分。
表格和记录：考纲里的规矩
- 所有数据放在一个表里，先画表再测量，不要事后抄；表中既有原始数据列，也有计算值列；
- 表头写物理量和单位：考纲的例子是电流用毫安时写“I / mA”，“I in mA”“I (mA)”“current / mA”也可以，但“I mA”或只写“mA”不行；
- 同一列原始数据精度一致：比如某个长度记到毫米，这一列都记到毫米；精度要和仪器相符，用毫米刻度尺量的距离写成“2 cm”或“2.00 cm”都不合适；
- 有效数字：由测量值（加减除外）计算出的量，取测量值中最少的有效数字位数 n，结果写 n 或 n+1 位。考纲的例子：电压测到 2 位、电流测到 4 位，算出的电阻写 2 或 3 位，不能写 1 或 4 位。
作图：考纲里的规矩
- 坐标轴标签写物理量和单位，规则和表头相同；
- 数据点在两个方向上都至少占网格的一半，必要时用非零起点；
- 刻度易读，比如 2 cm 一大格代表 1、2 或 5 个单位；每条轴上至少每 2 cm 标一个等间距的数字；
- 描点精度优于 1 mm，用细叉或圈点，点的直径小于 1 mm；
- 画最佳拟合直线或曲线，点在线两侧分布均匀；线条细、连续、粗细小于 1 mm、不能有折角；可以把一个点标为异常点并在画线时忽略，但要圈出或标注；
- 会画曲线的切线。
分析与评价
- 读图：把直线和 y = mx + c 对应，写出等于斜率或截距的表达式；求斜率时，所取两点间距要超过所画直线长度的一半；非零起点的图读不出截距时，把线上一点的坐标和斜率代入 y = mx + c 求截距；
- 不确定度：估计测量的绝对不确定度，在绝对和百分比不确定度之间换算；重复测量的绝对不确定度取读数极差的一半；
- 检验关系是否成立：算出常数两个值之间的百分差，和题目给定的百分比不确定度比较，据此下结论；
- 找局限：写出实验方法的局限和最主要的不确定度来源。对测量量的不确定度，要写明是哪个量、为什么不确定；
- 提改进：要现实可行、在学校实验室做得到，可以换器材或换方法，但不能换成另一个实验；用题目提供的器材、按题目要求本来就能做到的改进，通常不给分。
三、剑桥 Paper 5：简要回顾
Paper 5 在 A Level 阶段考，两道 15 分的题：第 1 题规划实验（示意图加长段文字），第 2 题给方程和数据求常数并估计不确定度，要画误差棒和最差可接受直线。详见A-Level 物理冲 A*第四部分。Paper 3 练扎实的作图和不确定度，是 Paper 5 的基础。
四、爱德思 Unit 3、Unit 6：实验笔试
两个单元都是 1 小时 20 分钟、50 分的笔试，1 月、6 月、10 月都能考，每张卷至少 20 分考二级及以上的数学能力。两张卷的结构类似，都分三块：
| 部分 | Unit 3（第一年） | Unit 6（第二年）增加或变化 |
|---|---|---|
| 规划 | 规划一个由考试局给定的实验（不用真做）：选器材，说明仪器的量程和分辨率（包括游标卡尺 0.1 mm、螺旋测微器 0.01 mm），仪器校零，测量方法，控制变量，是否重复，安全，数据怎么用，不确定度和系统误差来源及怎么减小，物理的影响和背景 | 器材要给出细节，比如仪器量程、分辨率和器材尺寸（如单摆的绳长） |
| 实施与测量 | 给出一个“没经验的学生”做的实验：评论读数个数、测量范围、有效数字；检查不一致的读数（比如读螺旋测微器示意图）；提出改进（比如用三角板确认直尺竖直） | 还要找出并改正表格中错误的有效数字和单位 |
| 处理结果 | 给出一组“有经验的学生”的数据：计算、作图、写对单位、由图求关系或常数（用大三角形求斜率）、定性定量讨论不确定度；单次读数的百分比不确定度取仪器分辨率的一半，多次读数取极差的一半；不要求合成不确定度 | 可能用对数图；要正确使用精密度、准确度、灵敏度三个术语；要会合成百分比不确定度 |
考纲举了一个对数图的例子：研究定温下一定质量气体的压强和体积的关系，画 log–log 图确定两者的关系。
16 个核心实验
| 单元 | 核心实验 |
|---|---|
| 第一年（Unit 1、2 内容） | 1 测自由落体加速度；2 落球法测液体黏滞系数；3 测材料的杨氏模量；4 用双踪示波器、信号发生器、扬声器和麦克风测空气中的声速；5 研究弦长、张力和线密度对弦振动频率的影响；6 用衍射光栅测激光或其他光源的波长；7 测材料的电阻率；8 测电池的电动势和内阻 |
| 第二年（Unit 4、5 内容） | 9 研究物体受力与动量变化的关系；10 用信息技术分析小球碰撞；11 用示波器或数据采集器显示分析电容器通过电阻充放电时的电压；12 在分压电路中校准热敏电阻用作恒温器；13 测相变的比潜热；14 研究定温下气体压强与体积的关系；15 研究铅对 γ 射线的吸收；16 用已知质量的共振频率测未知质量 |
考纲说明，Unit 1、2、4、5 这些理论单元也会考实验知识，既在这 16 个核心实验的情境中考，也在新的实验情境中考；而实验单元的规划题，是考试局给定的实验。所以不能只背这 16 个。
五、怎么准备
以下是经验性建议。
剑桥考生
- 练器材读数：游标卡尺、螺旋测微器、指针式电表读数要又快又准；测周期时数多次振动；
- 练自己搭电路：考纲写明需要帮忙搭装置会扣分；
- 把作图规则练成习惯：刻度、描点、拟合线、斜率三角形，逐条对照考纲；
- 第 2 题准备一张“局限—改进”对照表：常见实验的主要不确定度来源和可行改进（比如计时误差→用光电门或拍视频；读数视差→平视或用标记）。每条都要写具体测的是哪个量、为什么不准；
- 控制时间：每题 1 小时，测量不能拖到没时间作图；
- 社会考生：Paper 3 要在考点的实验室考，报名前先确认考点能安排。
爱德思考生
- 16 个核心实验逐个做笔记：器材及分辨率、测量方法、控制变量、作图方式、不确定度来源和改进、安全；
- 专练 Unit 6 的新增要求：对数图、合成不确定度、精密度与准确度的区分；
- 练“挑错”题：实施与测量部分常给有问题的表格和数据，要能快速找出有效数字、单位和异常读数的错误。
最后
A-Level 物理实验的分数，靠的是规范和熟练：剑桥 Paper 3 的读数、表头、作图、有效数字和改进建议都有明文规定，爱德思考的是把 16 个核心实验的方法和不确定度分析用到新情境。把考纲规矩练成习惯，实验分就能稳稳拿到。如果你需要 A-Level 物理辅导或实验专项训练，可以和我们的老师聊一聊。
核对说明：本文于 2026 年 9 月核对：剑桥 9702 Paper 3 的形式、两道题的结构、得分分配、仪器、表格和作图规则、有效数字的例子、不确定度、局限与改进的要求，以及 20% 实验时间的建议，来自剑桥国际《Physics 9702 syllabus for 2025, 2026 and 2027》；Paper 3、Paper 5 的占比来自该考纲；Paper 5 的内容已在本站第 177 篇中核对。爱德思 Unit 3、Unit 6 的形式、时长、分值、占比、考期、数学分值要求、规划／实施／分析各部分的要求和 16 个核心实验，来自培生 IAL 物理考纲（第 3 版）。准备方法是我们的经验性建议。
参考来源：