本篇论文报告了三项具体工作,分别是利用质子-反质子对撞机Tevatron上的D0实验的数据进行弱混合角精确测量,W玻色子横动量谱型测量的实验工作,以及在质子-质子对撞机LHC上的ATLAS实验上开展高精度电子刻度方法的研究工作。这三项工作在物理内容和实验技术上都有紧密的联系。弱混合角（sin~2 θW）是电弱统一理论的基本物理常数之一。粒子物理标准模型中的电弱相互作用或者潜在的新物理效应都可以通过高阶圈图修正的形式影响sin2 θW的实验测量值。所以弱混合角测量既可以精确检验标准模型,又可以为潜在的新物理提供线索。截止本篇论文所述工作开展前,弱混合角在Tevatron上已经通过电子道进行了测量,但是缪子道的高精度测量结果长期缺失。物理上缪子道和电子道的相互对比是标准模型精确检验的内容之一,但是实验上由于缪子动量刻度的电荷相关性,缪子道的系统误差无法得到有效控制。本篇论文中,通过设计一个缪子动量刻度的新方法,将这部分系统误差降至相对可忽略的程度。在此基础上进行了缪子道弱混合角的测量,填补了 Tevatron上高精度缪子道弱混合角测量的空白,目前依然是最高精度水平的缪子道测量结果。本篇论文还介绍了 Tevatron上多个弱混合角测量的合并工作。这项工作中详细讨论了不同测量的误差之间的关联性,并给出了 Tevatron上弱混合角测量的最终结论,达到了和之前电子对撞机LEP和SLD相当的千分之一的精度。在这之后精确电弱测量开始向LHC上转移,但是LHC上的精确电弱测量将会和Tevatron上有本质的不同。首先随着希格斯玻色子的发现,精确测量弱混合角的重点从观测弱混合角上的高阶圈图效应转变为理论与实验的直接比较。目前电弱理论计算精度已经提高至万分之一量级,所以为了将精度提升至与理论可比,LHC上弱混合角测量的精度目标也相应提高至万分之一量级。另外,由于LHC对撞亮度和对撞能量的提升,LHC上的精确测量将首次出现系统误差主导的情况。这就导致了以往由于统计误差过大而忽略的效应在LHC上成为主导,以往针对统计误差主导而设计的实验方法要重新设计。LHC上对弱混合角的早期测量表明,之前Tevatron所忽略的由非微扰QCD效应所带来的误差将成为弱混合角测量的限制因素之一。所以为约束非微扰QCD计算,本篇论文中利用D0数据精确测量了 W玻色子横动量分布谱型。该测量不仅为非微扰QCD提供了重要的物理结果,在实验方法上同样有所创新。为避免在系统误差主导下Unfold过程所带来的精度上的巨大损失,该测量放弃了传统的Unfold过程转而提供一个Fold方法用于后续的理论与实验比对,是近年来少有的不通过Unfold给出的实验结果。其次,由于LHC上统计误差的降低,对于弱混合角测量最主要的实验系统误差,轻子刻度误差,也将成为限制因素之一。由于以往的针对统计量不足所发展的刻度方法明显精度不足,就需要在LHC上发展新的轻子刻度方法。所以本篇论文针对ATLAS实验的电子能量刻度进行了研究,提出了完整的电子刻度新技术,将ATLAS实验的电子能量测量精度提升了一个数量级以上,为ATLAS上进行电弱精确测量奠定基础。目前该刻度方法已被ATLAS合作组接受成为标准刻度方法,将为ATLAS合作组所有电子相关测量提供高精度刻度结果。