必刷卷03——【高考三轮冲刺】2023年高考物理考前20天冲刺必刷卷（湖南专用）（原卷版+解析版）

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绝密★启用前
2023年高考物理考前信息必刷卷03
湖南专用

单选题6道24分，多选题4题20分；实验题两题，一道力学6分，一道电学9分；计算题两题，一道电学13分，一道力学15分；选修3-3、3-4都是一道选择题5分，一道计算题8分。
物理高考会凸显了对学生必备知识、关键能力、学科素养及核心价值的全面性考查,试卷结构、题型题量以及考试难度等相对稳定，总体呈现出“三新三重”（情景新、设问新、理念新、重思维、重素养、重探究）的特点。

大题不是考概念！而是考“理解能力”、“逻辑能力”、“数学计算能力”，考察考生的逻辑推理能力和运算求解题能力，再体现开放性的同时，也考查了考生思维的准确性与有序性。充分发挥了新高考育人功能和积极导向作用，突出了对力、电、磁等主干知识的考查，又极力回避了传统应试教育通过“机械刷题”得高分的现象，体现了基础性、综合性、应用性和创新性的高考评价体系的考查要求，助力高中育人方式改革。
解大题时，要根据题意，画出物体运动过程中几个关键状态的情景图，来帮助自己理解叙述的全过程，准确把握问题的已知条件、边界条件和临界条件。

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器的原、副线圈的匝数分别为，输电线的电阻为r，若升压变压器输入电压与降压变压器输出电压之差为U，则输电线损耗的功率为（　　）

A． B． C． D．
【答案】 D
【解析】设升压变压器输入电压为，则输出电压

设降压变压器输出电压为，则输入电压

根据题意有

输电线损耗的功率

故选D。
2．如图甲，O、P为光滑水平面上相距0.3m的两点，O、P连线上存在与OP连线平行的电场，其上各点的电势随距O点的距离x变化的关系如图乙所示，图中斜虚线为图线在点P（0.3m，200V）的切线，切线与x轴交于0.5m处。现将一质量、电荷量的小物块从O点静止释放，下列说法正确的是（  ）

A．该电场线的方向为由P指向O B．该物块在P点的电势能比O点的电势能大
C．该物块运动到P点时，加速度大小为 D．该物块运动到P点时，速度大小为10m/s
【答案】 C
【解析】A．由图知，O点电势大于P点电势，该电场线的方向由O指向P，故A错误；
B．该物块带正电，在P点的电势能比O点的电势能小，故B错误；
C．-x图像斜率大小代表电场强度大小，则P点场强
E=1000N/C
物块运动到P点时，加速度大小为

故C正确；
D．根据动能定理

代入数据得

故D错误。
故选C。
3．用如图甲所示的光电管研究光电效应实验。用某波长的绿光照射阴极K，实验测得的电流表示数I与电压表示数U的变化规律如图乙所示。光电管的阴极材料的极限频率，电子的电荷量，普朗克常量，则（　　）

A．阴极K每秒钟发射的光电子数为个
B．光电子飞出阴极K时的最大初动能为
C．入射光的波长约为
D．若改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大
【答案】 C
【解析】A．饱和光电流


解得

个，故A错误；
B．由

解得

故B错误；
C．根据光电效应方程得


代入数据解得

故C正确；
D．饱和光电流取决于单位时间内入射的光子数，改用紫光照射阴极后，若紫光的光照强度减弱，单位时间内光子数可能比绿光少，饱和光电流也可能减小，故D错误。
故选C。
4．如图所示，滑块A、B、C位于光滑水平面上，已知A、B、C的质量均为1 kg。滑块B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态.现使滑块A以速度水平向右运动，弹簧被压缩到最短时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，则B和C碰撞过程中整个系统损失的机械能为（　　）

A．0.25 J B．0.50 J C．0.75 J D．1.00 J
【答案】 A
【解析】对A、B系统，A、B速度相等时，弹簧被压缩到最短，根据动量守恒定律有

代入数据，解得

弹簧被压缩到最短时，B的速度为，此时B与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得

代入数据，解得

只有B与C发生非弹性碰撞，有机械能损失，则损失的系统机械能为

故选A。
5．晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，A、B两点等高，原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为d，绳长为1.25d，衣服和衣架的总质量为m，重力加速度为g，sin37°=0.6。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．在有风且风力不变的情况下，绳子右端由A点沿杆向下移到C点，绳子的拉力变大
B．有风时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
C．相比无风时，在有风的情况下∠AOB小
D．无风时，轻绳的拉力大小为
【答案】 C
【解析】A．当在有风的情况下，将A点沿杆稍下移到C点，根据图像可以看出，两端绳子之间的夹角变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，则拉力F变小，故A错误；
B．由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则挂钩相当于动滑轮，两端绳子的拉力总是相等，故B错误；
C．设无风时绳子夹角的一半为，绳长为L，有风时绳子夹角的一半为，有风时如图

有


又因为

所以

故C正确；
D．无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图所示，同一条绳子拉力相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由几何关系可得

解得

根据平衡条件可

解得

故D错误。
故选C。
6．如图所示，质量均为m的两个物块A和B左右中心开有小孔穿在粗糙的细杆CD上，细杆绕过O点的竖直轴在水平面内匀速转动，A、B之间用轻质细线相连，物块中心与圆心距离分别为，与细杆间的动摩擦因数μ相同，当细杆转速缓慢加快到两物块刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

A．此时细线张力为
B．此时A所受摩擦力方向沿半径指向O
C．此时细杆的角速度为
D．此时烧断细线，A仍相对细杆静止，B将做离心运动
【答案】 A
【解析】ABC．两物块A和B随着细杆转动时，合外力提供向心力，则有

又B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，又因为细线拉力相等，所以当细杆转速加快到两物块刚好要发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，有相对细杆沿半径指向圆内的运动趋势，根据牛顿第二定律得
，
解得
，
故A正确，BC错误；
D．烧断细线瞬间A所需向心力为

B所需向心力为

此时烧断细线，A、B所受最大静摩擦力均不足以提供向心力，则A、B均做离心运动，故D错误.。
故选A。
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，质量比约为2:1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在《自然·天文》期刊上。则此中子星绕O点运动的（　　）

A．角速度大于红矮星的角速度
B．轨道半径小于红矮星的轨道半径
C．向心力大小约为红矮星的2倍
D．线速度小于红矮星的线速度
【答案】 BD
【解析】A．双星系统中，由于两星在相同时间内转过的角度相等，则双星系统的角速度相等，即中子星绕O点运动的角速度等于红矮星的角速度，A错误；
B．根据
，
解得

即星体质量越大，轨道半径越小，根据题意中子星质量大，可知，中子星绕O点运动的轨道半径小于红矮星的轨道半径，B正确；
C．双星系统中，有星体之间的万有引力提供向心力，可知，中子星绕O点运动的向心力大小等于红矮星的向心力大小，C错误；
D．根据

根据上述，双星系统角速度相等，中子星的轨道半径小一些，则中子星绕O点运动的线速度小于红矮星的线速度，D正确。
故选BD。
8．如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R，电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒MN水平放置，质量为m，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

A．只闭合开关，金属棒MN做匀加速直线运动
B．只闭合开关，金属棒MN做匀加速直线运动
C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为，则所用时间
D．只闭合开关，通过金属棒MN的电流
【答案】 BCD
【解析】A．只闭合开关，金属棒MN刚释放时有

之后导体棒受重力和安培力共同作用，根据牛顿第二定律有

又

其中导体棒速度在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误；
C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为，在这个过程中对导体棒用动量定理有

又

联立解得

故C正确；
BD．只闭合开关，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有

对导体棒，根据牛顿第二定律可得

联立解得
，
可知导体棒做匀加速直线运动，故BD正确。
故选BCD。
9．如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电粒子以某一速度进入两平行板间的正交电磁场后恰好沿虚线做直线运动，然后从P点进入右侧的圆形匀强磁场，最后从Q点离开圆形磁场。两板间的电压为U，间距为d，两板间磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，圆形磁场的方向垂直纸面向里且圆心O在虚线上，半径也为d，P，Q两点间的距离为。不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（　　）

A．粒子在两板间运动的速度大小为
B．粒子在圆形磁场中运动的轨道半径为
C．圆形磁场的磁感应强度大小为
D．粒子在圆形磁场中运动的时间为
【答案】 AC
【解析】A．粒子在两板间沿直线运动，则可知粒子在两板间有

解得

故A正确；
B．粒子在圆形磁场中沿径向射出则一定沿径向射出，由几何关系可得粒子在磁场中运动的轨迹半径为

故B错误；
C．设圆形磁场的磁感应强度为，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力充当向心力可得

解得

故C正确；
D．由几何关系可知，粒子在圆形磁场中偏转的角度为，即为周期的，所以在磁场中运动的时间为

故D错误。
故选AC。
10．某小组在创新项目研究中，将一小车置于倾角的斜面顶端，并在小车中装入速度传感器，该小车可以根据速度的变化调整其前进时所受总阻力的大小，从而对小车产生保护机制。小车所受总阻力f与速度v的关系为，k为比例系数，小车和传感器的总质量，小车从静止开始下滑的图像如图所示，小车在第1秒末达到最大速度，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）

A．适当的减小斜面倾角可以增大小车的最大速度
B．中，系数
C．在第1秒内小车的位移大小为
D．在第1秒内小车的位移大小为
【答案】 BD
【解析】A．小车的速度达到最大时，小车受力平衡，则有

适当的增大斜面倾角可以增大小车的最大速度，故A错误；
B．由图像可知

解得

故B正确；
CD．内，对小车根据动量定理可得

可得

解得在第1秒内小车的位移大小为

故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共56分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答第15～16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共43分。
11. （6分）某同学探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，在竖直木板上固定一张坐标纸，建立如图所示坐标系，横轴代表所挂钩码个数。实验时将弹簧挂一个钩码置于横轴为1的位置，待弹簧稳定后用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；再将弹簧挂两个相同的钩码置于横轴坐标为2的位置，再次用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；继续增加钩码，依次将弹簧置于3、4位置，再次描出两个点，如图中黑点所示。已知所挂钩码均相同，质量，重力加速度g取，弹簧劲度系数为k。回答以下问题：

（1）弹簧劲度系数为___________；
（2）弹簧原长为___________cm；
（3）图中黑点连线的斜率___________（用k、m、g表示）。
【答案】      19.6     5.5    
【解析】（1）由图可知，挂1个钩码时，弹簧长度为；挂4个钩码时，弹簧长度为；根据胡克定律可得，弹簧劲度系数为

（2）设弹簧的原长为，挂1个钩码时，弹簧长度为；根据受力平衡可得

解得

（3）图中黑点连线的斜率

根据胡克定律可得

解得

12. （9分）实验室有一只电压表V，已知该电压表的满偏电压Ug=3V，内阻为几千欧，为了测出电压表内阻，小明设计了如图甲所示的电路。除电压表外，提供的器材有：
①滑动变阻器R1（0~20Ω，2A），滑动变阻器R2（0~2000Ω，0.5A）
②电阻箱R3（0~99.9Ω），电阻箱R4（0~9999.9Ω）
③电池组（电动势6V，内阻忽略不计）
④开关、导线若干

（1）为测出电压表内阻，滑动变阻器RL应选择___________，电阻箱R应选择___________。
（2）将图甲中的电阻箱R调至0，RL滑片移到最左端，闭合S，向右移动滑片，使电压表指针达到满偏；保持滑片位置不动，调节电阻箱R，电压表指针指在2.4V，此时电阻箱读数为1.2kΩ，则RV为___________。
（3）用图甲测量内阻时，考虑到系统误差，内阻RV测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
（4）若准确测得电压表内阻为4.5kΩ后，小明同学用所给电池组、电阻箱和电压表连接了图乙所示的电路，在电压表两端接上两个表笔，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电压刻度转换为电阻刻度；将两表笔断开，闭合开关S，调节电阻箱，使电压表指针指在“3V”处，此处刻度应标阻值为∞，再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同已知阻值的电阻，找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为___________kΩ。
【答案】      R1     R4     4.8     大于     1.125
【解析】（1）图中滑动变阻器采用分压式接法，为了方便调节且使电表示数变化比较明显，所以滑动变阻器应选择阻值较小的R1；
由于电压表的满偏电压为3V，其内阻为几千欧，而电源电动势为6V，所以与电压表串联的电阻箱的阻值较大，所以电阻箱应选择R4。
（2）电压表和电阻箱的电流相等，即

解得

（3）将图甲中的电阻箱R调至0，RL滑片移到最左端，闭合S，向右移动滑片，使电压表指针达到满偏；保持滑片位置不动，调节电阻箱R，测量电路的总电阻增大，则分压增大，所以电阻箱两端的实际电压大于0.6V，所以RV测量值为电阻箱读数的4倍，所以RV测量值偏大。
（4）当指针指向3V时，电路中的电流为

此时滑动变阻器的阻值为

当电压表示数为1V时，有

解得

13. （13分）如图所示，水平面上有甲、乙两个滑块，甲滑块带有半径为1.4m的圆弧轨道P、Q，Q点的切线沿竖直方向，乙滑块带有压缩的弹簧，弹簧上端放有小球。甲滑块、乙滑块和弹簧、小球的质量均为。从某时刻开始，给甲滑块向右的速度，同时施加给甲滑块向左的水平力。也从该时刻，给乙滑块施加向右的水平力作用，使其从静止开始运动。时释放弹簧，把小球相对乙滑块沿竖直方向以的速度弹出，小球弹出时与Q点等高。一段时间后，小球无碰撞地从Q点落入甲滑块的圆弧轨道，此时立即撤去施加给甲、乙两滑块的水平力、。不计一切摩擦、小球与甲滑块的作用时间和弹簧的形变量，重力加速度，求：
（1）弹簧压缩时的弹性势能；
（2）初始时甲、乙两滑块间的距离L；
（3）判断甲、乙两滑块最终是否相撞。若相撞，请说明理由；若不相撞，那么两滑块间的最小距离为多少？

【答案】 （1）50J；（2）36.0m；（3）不相撞，8.0m
【解析】（1）小球被弹出过程弹簧的弹性势能转化为小球的动能

（2）小球做竖直上抛运动，运动时间

小球落至Q点时，甲滑块的位移

小球的水平位移

满足，小球落至O点时，小球的水平速度等于甲滑块的速度

解得
，
（3）小球和甲滑块相互作用过程中水平方向动量守恒

机械能守恒

得

乙滑块的速度

由于，所以不相撞，甲、乙两滑块间的距离

得

14. （15分）如图，两根质量、电阻均相同的金属棒MN、PQ分别置于光滑的金属导轨上，导轨的水平部分和倾斜部分均处在垂直于导轨、强度相同的匀强磁场中，倾斜导轨与水平方向的夹角α=37°，不计导轨的电阻，MN与固定在水平导轨上的力传感器连接。现对PQ施加平行于倾斜导轨且随时间均匀变化作用力F1（t=0时，F1=0），使PQ棒在距导轨底端x=2m处由静止开始运动，棒与导轨始终垂直且接触良好，电脑显示MN受到力传感器水平向右的拉力F2与时间成正比，且F2=0.8t。MN始终保持静止状态，重力加速度g取10m/s2。
（1）分析并说明PQ棒的运动方向。
（2）请证明PQ棒的在倾斜导轨上的运动是匀加速直线运动。
（3）求PQ运动到导轨底端时，速度v的大小。
（4）若PQ运动到底端的过程中，F1做功W=1.2J，则MN产生的焦耳热Q为多少？

【答案】 （1）见解析；（2）见解析；（3）；（4）
【解析】（1）因MN水平方向受两个力处于平衡，故磁场对MN的作用力F安水平向左，感应电流I由N指向M，PQ中的电流由P指向Q。由右手定则，可以判断PQ沿导轨向下运动。
（2）设两根金属棒的质量和电阻分别为m、R，又因为

联立解得

因B、L、R为恒量，故PQ的速度与时间成正比，即PQ由静止开始沿导轨向下做匀加速直线运动。
（3）对PQ受力分析如下图，PQ受到重力、支持力、F安、F1四个力作用，其中支持力不变，则仅有F安、F1随时间而变化，但加速度恒定，合外力恒定，故F1必须与F安平衡，故PQ受四个力的合力为
F合=mgsinα
由牛顿第二定律得
mgsinα=ma
解出
a=gsinα=6m/s2
由匀变速运动公式可得

解得


（4）在PQ运动到底端的过程中，由能量守恒定律得

代入数据可得

又因为两个金属棒电阻串联，正比分配总焦耳热，故MN中产生焦耳热为

（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15. [物理选修3-3]
（1）（5分）
下列对热现象的认识，说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．物体温度升高时，有的分子运动速率反而减小
C．水黾能在水面自由行走是因为液体有表面张力，原因是液体表面分子间的平均距离比液体内部大
D．当把盛放气体的容器放在加速运动的高铁上时，气体的内能增大
E．分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间距离的增大而增大
【答案】 BCE
【解析】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，选项A错误；
B．分子在做无规则运动，造成其速率有大有小，温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少数分子的速率减小，选项B正确；
C．水黾能在水面自由行走是因为液体有表面张力，原因是液体表面分子间的平均距离比液体内部大，分子间作用力表现为引力，选项C正确；
D．物体的内能与物体的体积、温度和物质的量有关，与物体的宏观运动无关，而体积、温度和物质的量都没有改变，因此内能不变，选项D错误；
E．当分子间的距离大于平衡位置时，分子间作用力表现为引力，引力先增大后减小，当分子间距离在大于平衡位置小于最大引力的位置的距离时，分子势能和分子间作用力同时随分子间距离的增大而增大，选项E正确。
故选BCE。
（2）（8分）如图所示，容积为的汽缸固定在水平地面上，汽缸壁及活塞导热性能良好，活塞面积为，厚度不计。汽缸两侧的单向阀门（气体只进不出）均与打气筒相连，开始活塞两侧封闭空气的体积均为，压强均为。现用打气筒向活塞左侧打气15次，向活塞右侧打气10次。已知打气筒每次能打入压强为、体积为的空气，外界温度恒定，空气视为理想气体，不计活塞与汽缸间的摩擦。求：
（1）活塞左、右封闭空气的体积之比；
（2）汽缸内空气的压强。

【答案】 （1）；（2）
【解析】（1）活塞左、右封闭空气的压强始终相同，温度始终不变，所以活塞左、右封闭空气的体积之比等于质量之比，活塞左侧充入压强为、体积为的空气，活塞右侧充入压强为、体积为的空气，则活塞左、右封闭空气的体积之比为

（2）对活塞左侧封闭空气，由玻意耳定律

解得，汽缸内空气的压强为

16. [物理选修3-4]
（1）（5分）
图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去．两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点—节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为34000Hz
B．两列波充分叠加后，小水珠能悬浮在点附近
C．小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上
D．经过点M沿x轴正方向移动3.4cm
E．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数
【答案】 ACE
【解析】A．根据频率、波速、波长的关系有

故A正确；
B．PQ看作两个波源，波源的振动步调相反，M点与两波源的波程差为2.5cm，即2.5个波长，则该点为加强点，小水珠不能悬浮在点附近，故B错误；
C．根据小水珠受力可知，小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上，故C正确；
D．质点只能沿y轴方向运动，不会随波传播方向迁移，故D错误；
E．拔出铁芯，自感线圈的自感系数L减小，LC振荡电路的周期减小，频率变大，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故E正确。
故选ACE。
（2）（8分）
我国科学家首创的超声消融术是一种超声波聚焦病灶部位进行照射治疗的先进技术。如图甲所示，一列超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。图乙为时刻A质点右侧介质1中的部分波形图，此时该波恰好传播至介质2中的B点，图丙为该时刻之后B点的振动图像。已知B、C两质点间的距离0.75cm，波在介质2中的传播速度为。求：
（1）该波在介质1中传播速度的大小；
（2）从质点B开始振动到质点C第一次到达波谷经历的时间。

【答案】 （1）；（2）
【解析】（1）超声波在介质2中传播时

在两种介质中传播时周期不变，则在介质1中传播时

（2）超声波从B传到C的时间为

波传到C点时开始起振的方向向下，则到达波谷时还需要

则质点C第一次到达波谷的时间为