【分析】
(1) 先利用角平分线的性质求出∠EOB的度数,再根据∠COD和∠BOD的数量关系求出∠BOD的度数,最后通过角度的差计算∠DOE即可。
(2) 本题属于动态旋转的角度问题,需分三种情况讨论:①OE在∠AOC内部、OF在∠BOC内部时,分别用含x的式子表示∠EOC和∠FOC,列方程求解;②OE和OF重合时,∠EOC和∠FOC相等,根据两角旋转的角度和为∠AOB列方程求解;③OE旋转到OB停止后,OF继续旋转,此时∠EOC为固定的60°,用含x的式子表示∠FOC,列方程求解,最后汇总所有符合条件的x值。
(3) 先求出OM旋转全程的总时间,再找出OM、ON分别与OA、OB共线的临界时间,将运动过程分为4个时间段,每个时间段分别用含t的式子表示∠BON和∠BOM,代入2∠BON-∠BOM计算,判断是否为定值,最后找出定值及对应的时间段即可。
【解析】
(1) 因为$∠ AOB=160°$,$OE$平分$∠ AOB$,
所以$∠ EOB=\frac{1}{2}∠ AOB=80°$。
因为$∠ BOC=60°$,$∠ COD=\frac{1}{2}∠ BOD$,即$∠ BOC=∠ COD+∠ BOD=\frac{3}{2}∠ BOD$,
所以$∠ BOD=40°$,
所以$∠ DOE=∠ EOB-∠ DOB=80°-40°=40°$。
(2) 因为$∠ AOB=160°$,$∠ BOC=60°$,
所以$∠ AOC=∠ AOB-∠ BOC=100°$。
分三种情况讨论:
①当$OE$在$∠ AOC$内部,$OF$在$∠ BOC$内部时,
$∠ EOC=100°-20x$,$∠ FOC=60°-10x$,
因为$∠ EOC=∠ FOC$,所以$100-20x=60-10x$,
解得$x=4$;
②当$OE$与$OF$重合时,$∠ EOC=∠ FOC$,此时$20x+10x=160$,解得$x=\frac{16}{3}$;
③当$OE$旋转至$OB$停止后,$∠ EOC=∠ BOC=60°$,$∠ FOC=10x-60$,
因为$∠ EOC=∠ FOC$,所以$10x-60=60$,解得$x=12$,此时$OF$旋转角度为120°<160°,符合要求。
综上所述,当$∠ EOC=∠ FOC$时,$x$的值为4或$\frac{16}{3}$或12。
(3) $2∠ BON-∠ BOM$在某时间段内是定值。
射线$OM$从$OA$开始逆时针旋转至$OB$结束,总旋转角度为$360°-160°=200°$,总时间为$t=\frac{200°}{20°}=10$(秒)。
临界时间:$OM$与$OB$反向共线时$t=1$,$ON$与$OB$反向共线时$t=2$,$OM$与$OA$反向共线时$t=9$。
分4个时间段讨论:
①当$0<t<1$时,如答图①

所示,
$∠ BON=160°+10° t$,$∠ BOM=160°+20° t$,
则$2∠ BON-∠ BOM=2×(160°+10° t)-(160°+20° t)=160°$,为定值;
②当$1≤ t≤2$时,如答图②

所示,
$∠ BON=160°+10° t$,$∠ BOM=200°-20° t$,
则$2∠ BON-∠ BOM=2×(160°+10° t)-(200°-20° t)=120°+40° t$,不为定值;
③当$2<t<9$时,如答图③

所示,
$∠ BON=200°-10° t$,$∠ BOM=200°-20° t$,
则$2∠ BON-∠ BOM=2×(200°-10° t)-(200°-20° t)=200°$,为定值;
④当$9≤ t≤10$时,如答图④

所示,
$∠ BON=10° t-20°$,$∠ BOM=200°-20° t$,
则$2∠ BON-∠ BOM=2×(10° t-20°)-(200°-20° t)=40° t-240°$,不为定值。
综上可知,当$0<t<1$时,$2∠ BON-∠ BOM=160°$;当$2<t<9$时,$2∠ BON-∠ BOM=200°$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{40°}$
(2) $x$的值为$\boldsymbol{4}$或$\boldsymbol{\frac{16}{3}}$或$\boldsymbol{12}$
(3) 是定值,当$0<t<1$时,定值为$\boldsymbol{160°}$;当$2<t<9$时,定值为$\boldsymbol{200°}$
【知识点】
角平分线定义,角度和差计算,动态角分类讨论
【点评】
本题为角度综合应用题,结合角平分线性质、动态旋转问题考查角度运算能力,需要根据运动的临界位置分类讨论,易错点为分类不全面导致漏解,能有效锻炼逻辑思维的严谨性。
【难度系数】
0.3