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第二十二章二次函数能力提升卷(B卷)(教师版)_初中数学_九年级数学上册(人教版)_知识解读与题型专练-V14_2024版

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第二十二章二次函数能力提升卷(B卷)(教师版)_初中数学_九年级数学上册(人教版)_知识解读与题型专练-V14_2024版
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2023-2024 学年九年级上册 第二单元二次函数 B 卷•能力提升卷 (考试时间:90分钟 试卷满分:100分) 一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)。 1.(2023•南湖区校级开学)已知点A(﹣1,t)在抛物线y=﹣3x2+2上,则t的值为( ) A.5 B.2 C.0 D.﹣1 【答案】D 【解答】解:因为点A在抛物线y=﹣3x2+2的图象上, 所以﹣3×(﹣1)2+2=t. 得t=﹣3+2=﹣1. 故选:D. 2.(2023•大连)已知二次函数y=x2﹣2x﹣1,当0≤x≤3时,函数的最大值为( ) A.﹣2 B.﹣1 C.0 D.2 【答案】D 【解答】解:由二次函数的表达式为y=x2﹣2x﹣1可知, 抛物线开口向上,对称轴为直线x=1. 又1﹣0<3﹣1, 所以当x=3时,函数取得最大值, y=32﹣2×3﹣1=2. 故选:D. 3.(2023•南湖区校级开学)若点A(﹣3,y ),B( ,y ),C(2,y )在二次函数y 1 2 3 =x2+2x+1的图象上,则y ,y ,y 的大小关系是( ) 1 2 3 A.y <y <y B.y <y <y C.y <y <y D.y <y <y 2 1 3 1 3 2 1 2 3 3 2 1 【答案】A 【解答】解:由题知, 抛物线y=x2+2x+1的开口向上,且对称轴是直线x=﹣1, 所以函数图象上的点,离对称轴越近,函数值越小. 又 ,所以y <y <y . 2 1 3 故选:A. 4.(2023•西山区校级开学)对于二次函数y=5(x+3)2的图象,下列说法不正确的是 ( ) A.开口向上 B.对称轴是直线x=﹣3 C.顶点坐标为(﹣3,0) D.当x<﹣3时,y随x的增大而增大 【答案】D 【解答】解:因为二次函数的表达式为y=5(x+3)2, 所以抛物线的开口向上. 故A说法正确; 又抛物线的对称轴是直线x=﹣3, 故B说法正确; 因为抛物线的顶点坐标为(﹣3,0), 故C说法正确; 因为抛物线对称轴为直线x=﹣3,且开口向上, 所以当x<﹣3时,y随x的增大而减小. 故D说法不正确; 故选:D. 5.(2023•霍邱县一模)若a≥0,b≥0,且2a+b=2,2a2﹣4b的最小值为m,最大值为 n,则m+n=( ) A.﹣14 B.﹣6 C.﹣8 D.2 【答案】B 【解答】解:∵2a+b=2, ∴b=2﹣2a, 设y=2a2﹣4b =2a2﹣4(2﹣2a) =2a2+8a﹣8 =2(a2+4a﹣4)=2(a2+4a+4﹣8) =2[(a+2)2﹣8] =2(a+2)2﹣16, ∵a≥0,b≥0, ∴ , 解得:0≤a≤1, ∵2>0, ∴抛物线开口向上,对称轴为a=﹣2, 当a>﹣2时,y随a的增大而增大, 当a=0时,y最小,即m=2×22﹣16=﹣8, 当a=1时,y最大,即n=2×32﹣16=2, ∴m+n=﹣8+2=﹣6. 故选:B. 6.(2023•嘉定区一模)抛物线 一定经过点( ) A.(0,2) B.(2,0) C.(4,0) D.(0,4). 【答案】B 【解答】解:当x=0时,y=﹣2, 故A和D不正确. 当y=0时, ,解得x=2或﹣2. 故选:B. 7.(2023•永城市一模)如图1,质量为m的小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置 的轻弹簧上并压缩弹簧(已知自然状态下,弹簧的初始长度为10cm).从小球刚接触 弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性 形变),得到小球的速度v(cm/s)和弹簧被压缩的长度Δl(cm)之间的关系图象如图 2所示.根据图象,下列说法正确的是( )A.小球从刚接触弹簧就开始减速 B.当小球下落至最低点时,弹簧的长度为4cm C.当弹簧被压缩至最短时,小球的速度最大 D.当小球的速度最大时,弹簧的长度为2cm 【答案】B 【解答】解:由图象可知,弹簧压缩2cm后开始减速,故选项A不合题意; 由图象可知,当小球下落至最低点时,弹簧被压缩的长度为6cm时,此时弹簧的长度 为10﹣6=4(cm),故选项B符合题意; 由图象可知,当弹簧被压缩至最短,小球的速度最小为0,故选项B的说法正确,选项 C不合题意: 由图象可知小球速度最大时,弹簧压缩2cm,此时弹簧的长度为10﹣2=8cm,故选D 不合题意. 故选:B. 8.(2023•天桥区三模)在平面直角坐标系中,横、纵坐标都是整数的点叫做整点,记函 数y=﹣x2+a(a>0)的图象在x轴上方的部分与x轴围成的区域(不含边界)为W. 例如当a=2时,区域W内的整点个数为1,若区域W内恰有7个整点,则a的取值范 围是( ) A.3<a≤4 B.3≤a<4 C.2<a≤3 D.2≤a<3 【答案】A 【解答】解:二次函数y=﹣x2+a(a>0)图象的顶点坐标为(0,a),开口向下, 由二次函数对称性可知:函数的对称轴为y轴, 当区域W内恰有7个整点时,这七个整数点坐标分别为(1,1),(1,2),(0, 1),(0,2),(0,3),(﹣1,1),(﹣1,2), 因此a的取值范围为3<a≤4, 故选:A.9.(2023•鄞州区校级模拟)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图,有下列5 个结论: ①abc<0;②3a+c>0;③4a+2b+c>0;④2a+b=0;⑤b2>4ac. 其中正确的结论的有( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 【答案】C 【解答】解:开口向下,则a<0, 与y轴交于正半轴,则c>0, ∵﹣ >0, ∴b>0, 则abc<0,①正确; ∵﹣ =1, 则b=﹣2a, ∵a﹣b+c<0, ∴3a+c<0,②错误; ∵x=0时,y>0,对称轴是直线x=1, ∴当x=2时,y>0, ∴4a+2b+c>0,③正确; ∵b=﹣2a, ∴2a+b=0,④正确; ∴b2﹣4ac>0, ∴b2>4ac,⑤正确. 故选:C.10.(2023•安顺模拟)我们定义一种新函数:形如y=|x2﹣4x﹣5|(a≠0且b2﹣4ac>0) 的函数叫做“绝对值“函数.小明同学画出了“绝对值”函数y=|x2﹣4x﹣5|的图象 (如图所示),并写出下列五个结论: ①图象与坐标轴的交点为(﹣1,0),(5,0)和(0,5); ②图象具有对称性,对称轴是直线x=2; ③当﹣1≤x≤2或x≥5时,函数值y随x的增大而减小; ④当x≤﹣1或x≥5时,函数的最小值是9; ⑤当y=x+b与y=|x2﹣4x﹣5|的图象恰好有3个公共点时b=1或 其中结论正确的个数是( ) A.2 B.3 C.4 D.5 【答案】B 【解答】解:∵(﹣1,0),(5,0)和(0,5)满足函数y=|x2﹣4x﹣5|, ∴结论①正确; 观察函数的图象可知:函数具有对称性,对称轴为 , 故结论②正确; ∵函数与x轴的两个交点坐标为(﹣1,0),(5,0),且对称轴为x=2, ∴当﹣1≤x≤2或x≥5时,函数值y随x值的增大而增大, 故结论③不正确; ∵当x=﹣1或5时,y=0, ∴当x≤﹣1或x≥5时,函数的最小值是0. 故结论④不正确; ∵函数y=|x2﹣4x﹣5|与x轴的两个交点为(﹣1,0),(5,0), 又∵y=x+b与y=x平行,∴当y=x+b与y=|x2﹣4x﹣5|的图象恰好有3个公共点时,有以下两种情况: ①y=x+b经过点(﹣1,0),此时b=1, ②当y=x+b与函数y=﹣(x2﹣4x+5)只有一个交点时, 则方程x+b=﹣(x2﹣4x+5)有两个相等的实数根, 将x+b=﹣(x2﹣4x+5)整理得:x2﹣3x+b﹣5=0, ∴判别式Δ=(﹣3)2﹣4(b﹣5)=0, 解得: . 故结论⑤正确, 综上所述:正确的结论是①②⑤. 故选:B. 二、填空题(本题共6题,每小题3分,共18分)。 11.(2023•丰城市校级开学)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c交y轴于点(0,5),对称轴 为直线x=﹣2,若y>0,则x的取值范围是 ﹣ 5 < x < 1 . 【答案】﹣5<x<1. 【解答】解:∵y=﹣x2+bx+c=﹣(x﹣ b)2+ b2+c, ∴抛物线的对称轴为直线x= b, ∵抛物线的对称轴为直线x=﹣2, ∴ b=﹣2, 解得b=﹣4, ∵抛物线y=﹣x2﹣4x+c与y轴交于(0,5), ∴c=5, ∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣4x+5,当y=0时,则﹣x2﹣4x+5=0, 解得x =﹣5,x =1, 1 2 ∴抛物线与x轴的交点坐标为(﹣5,0)和(1,0), 由函数的图象可知,当﹣5<x<1时,y>0, 故答案为:﹣5<x<1. 12.(2023•南湖区校级开学)二次函数y=(x﹣2)2+3,当﹣1<x<4时,y的取值范围 为 3 ≤ y < 1 2 . 【答案】3≤y<12. 【解答】解:∵二次函数y=(x﹣2)2+3, ∴函数的对称轴为直线x=2, 当x=﹣1时,y=12, 当x=2时,y=3, 当x=4时,y=7, ∴当﹣1<x<4时,y的取值范围为3≤y<12, 故答案为:3≤y<12. 13.(2023春•惠民县期末)如图(1)是一个横断面为抛物线形状的拱桥,当水面在l时, 拱顶(拱桥洞的最高点)离水面2m,水面宽4m.如图(2)建立平面直角坐标系,则 抛物线的关系式是 y =﹣ 0. 5 x 2 . 【答案】y=﹣0.5x2. 【解答】解:由题意可得,设抛物线解析式为:y=ax2,且抛物线过(2,﹣2)点, 故﹣2=a×22, 解得:a=﹣0.5, 故答案为:y=﹣0.5x2. 14.(2023•乡宁县二模)如图所示的是卡塔尔世界杯足球比赛中某一时刻的鹰眼系统预 测画面(图1)和截面示意图(图2),足球的飞行轨迹可看成抛物线,足球离地面的高度h(m)与足球被踢出后经过的时间t(s)之间的关系的部分数据如表:则该运动 员踢出的足球在第 8 s落地. t/s 0 1 2 3 … h/m 0 … 【答案】8. 【解答】解:设抛物线解析式h=at2+bt, 将(1, ),(2, )代入抛物线解析式, 得, , 解得 , ∴抛物线的解析式为:y=﹣ t2+t, 令h=0,得t=0(舍)或t=8, 故答案为:8. 15.(2023•张店区校级二模)若函数y=(m+1)x2﹣3x+2的图象与x轴只有一个交点, 则m的值为 ﹣ 1 或 . 【答案】m=﹣1或 . 【解答】解:有两种情况: ①若函数是一次函数,与x轴只有一个交点, 则m+1=0,m=﹣1; ②若函数是二次函数,与x轴只有一个交点,则Δ=0, ∴(﹣3)2﹣4×(m+1)×2=0, 解得m= . 故答案为﹣1或 . 16.(2022•广陵区二模)如图,分别过点P(i,0)(i=1、2、…、n)作x轴的垂线, i 交 的图象于点A,交直线 于点B.则 = . i i 【答案】见试题解答内容 【解答】解:根据题意,知A 、A 、A 、…A 的点都在函与直线x=i(i=1、2、…、 1 2 3 n n)的图象上, B 、B 、B 、…B 的点都在直线 与直线x=i(i=1、2、…、n)图象上, 1 2 3 n ∴A (1, )、A (2,2)、A (3, )…A (n, n2); 1 2 3 n B (1,﹣ )、B (2,﹣1)、B (3,﹣ )…B (n,﹣ ); 1 2 3 n ∴A B =| ﹣(﹣ )|=1, 1 1 A B =|2﹣(﹣1)|=3, 2 2 A B =| ﹣(﹣ )|=6, 3 3 … A B =| n2﹣(﹣ )|= ; n n ∴ =1,= , … = . ∴ , =1+ + …+ , =2[ + + +…+ ], =2(1﹣ + ﹣ + ﹣ +…+ ﹣ ), =2(1﹣ ), = . 故答案为: . 三、解答题(本题共5题,共52分)。 17.(10分)(2023•永城市二模)已知二次函数y=ax2+bx+2(a≠0)的图象经过点 (﹣1,7)和(3,﹣1). (1)求二次函数的表达式和顶点坐标. (2)当m≤x≤m+2时,y有最小值﹣1,求m的值. 【答案】(1)y=x2﹣4x+2,顶点坐标是(2,﹣2); (2)﹣1或3. 【解答】解:(1)根据题意得, , 解得 , ∴二次函数的解析式为y=x2﹣4x+2, ∵y=x2﹣4x+2=(x﹣2)2﹣2, ∴其顶点坐标是(2,﹣2);(2)由(1)知抛物线的对称轴是直线x=2,开口向上, 当x<2时,y随x的增大而减小,当x>2时,y随x的增大而增大, 当m+2<2,即m<0时, 当x=m+2时y有最小值﹣1, ∴(m+2﹣2)2﹣2=﹣1, 解得m=﹣1或m=1(舍去); 当m>2时,当x=m时y有最小值﹣1, ∴(m﹣2)2﹣2=﹣1, 解得m=3或m=1(舍去); 当m<2且m+2>2,即0<m<2时y有最小值﹣2,不合题意,舍去; 综上,m的值为﹣1或3. 18.(10分)(2023•西陵区模拟)阅读以下材料,完成课题研究任务: 【研究课题】设计公园喷水池 【素材1】某公园计划修建一个图1所示的喷水池,水池中心O处立着一个高为2m的 实心石柱OA,水池周围安装一圈喷头,使得水流在各个方向上都沿形状相同的抛物线 喷出,并在石柱顶点A处汇合.为使水流形状更漂亮,要求水流在距离石柱0.5m处能 达到最大高度,且离池面的高度为2.25m. 【素材2】距离池面1.25米的位置,围绕石柱还修了一个小水池,要求小水池不能影 响水流. 【任务解决】 (1)小张同学设计的水池半径为2m,请你结合已学知识,判断他设计的水池是否符 合要求. (2)为了不影响水流,小水池的半径不能超过多少米?【答案】(1)符合要求,理由见解答部分; (2)为了不影响水流,小水池的半径不能超过1.5米. 【解答】解:(1)符合要求,理由如下: 由题意可得,顶点为(0.5,2.25), ∴设解析式为y=a(x﹣0.5)2+2.25, ∵函数过点(0,2), ∴代入解析式得,a(0﹣0.5)2+2.25=2, 解得a=﹣1, ∴解析式为:y=﹣(x﹣0.5)2+2.25, 令y=0,则﹣(x﹣0.5)2+2.25=0, 解得x=2或x=﹣1(舍去), ∴花坛的半径至少为2m; (2)令y=1.25,则﹣(x﹣0.5)2+2.25=1.25, 解得x=1.5或x=﹣0.5(舍), ∴为了不影响水流,小水池的半径不能超过1.5米. 19.(10分)(2023•鹿城区校级模拟)鹰眼系统能够追踪、记录和预测球的轨迹.如图 分别为足球比赛中某一时刻的鹰眼系统预测画面(如图1)和截面示意图(如图2), 攻球员位于点O,守门员位于点A,OA的延长线与球门线交于点B,且点A,B均在足 球轨迹正下方,足球的飞行轨迹可看成抛物线.已知OB=28m,AB=8m,足球飞行的 水平速度为15m/s,水平距离s(水平距离=水平速度×时间)与离地高度h的鹰眼数据 如表: s/m … 9 12 15 18 21 … h/m … 4.2 4.8 5 4.8 4.2 … (1)根据表中数据预测足球落地时,s= 3 0 m; (2)求h关于s的函数解析式; (3)守门员在攻球员射门瞬间就作出防守反应,当守门员位于足球正下方时,足球离 地高度不大于守门员的最大防守高度视为防守成功.已知守门员面对足球后退过程中 速度为2.5m/s,最大防守高度为2.5m;背对足球向球门前进过程中最大防守高度为1. 8m.①若守门员选择面对足球后退,能否成功防守?试计算加以说明; ②若守门员背对足球向球门前进并成功防守,求此过程守门员的最小速度. 【答案】(1)30; (2)h=﹣ (s﹣15)2+5=﹣ s2+ s. (3)①不成功,理由见解答部分; ②此过程守门员的最小速度为 m/s. 【解答】解:(1)由表格可知,s=9时和s=21时,h相等,s=12时,s=18时,h 相等, 抛物线关于s=15对称, ∵当s=0时,h=0, ∴s=30时,h=0, 故答案为:30. (2)由(1)知,抛物线关于s=15对称,设h=a(s﹣15)2+5, 把(12,4.8)代入上述解析式, ∴a(12﹣15)2+5=4.8,解得a=﹣ , ∴h=﹣ (s﹣15)2+5=﹣ s2+ s. (3)①不成功,理由如下: 若守门员选择面对足球后退,设ts时,足球位于守门员正上方, 则球的水平距离为15t=28﹣(8﹣2.5t), 解得t=1.6, ∴s=15×1.6=24m,∴h=﹣ (24﹣15)2+5=3.2m, ∵3.2>2.5, ∴若守门员选择面对足球后退,则守门不成功; ②若守门员背对足球向球门前进并成功防守,设守门员的速度为vm/s,且ts时,足球 位于守门员正上方, 则有15t=28﹣(8﹣vt),解得t= s, ∴s=15• = m, 代入上述解析式可得,h=﹣ •( )2+ • =1.8, 解得v= 或v=85. ∴此过程守门员的最小速度为 m/s. 20.(10分)(2023•孝南区三模)某企业接到一批帽子生产任务,按要求在20天内完 成,约定这批帽子的出厂价为每顶8元.为按时完成任务,该企业招收了新工人,设 新工人小华第x天生产的帽子数量为y顶,y与x满足如下关系式:y= (1)小华第几天生产的帽子数量为220顶? (2)如图,设第x天每顶帽子的成本是P元,P与x之间的关系可用图中的函数图象 来刻画.若小华第x天创造的利润为w元,求w与x之间的函数表达式,并求出第几天 的利润最大?最大值是多少元? (3)设(2)小题中第m天利润达到最大值,若要使第(m+1)天的利润比第m天的 利润至少多49元,则第(m+1)天每顶帽子至少应提价几元?【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)若20x=220,则x=11,与0≤x≤5不符, ∴10x+100=220, 解得,x=12, 故第12天生产了220顶帽子; (2)由图象得, 当0≤x≤10时,P=5.2; 当10<x≤20时,设P=kx+b(k≠0), 把(10,5.2),(20,6.2)代入上式,得 , 解得, , ∴P=0.1x+4.2 ①0≤x≤5时,w=y(8﹣P)=20x(8﹣5.2)=56x 当x=5时,w有最大值为w=280(元) ②5<x≤10时,w=y(8﹣P)=(10x+100)(8﹣5.2)=28x+280,当x=10时,w 有最大值,最大值为560(元); ③10<x≤20时,w=y(8﹣P)=(10x+100)[8﹣(0.1x+4.2)]=﹣x2+28x+380 当x=14时,w有最大值,最大值为576(元). 综上,第14天时,利润最大,最大值为576元. (3)由(2)小题可知,m=14,m+1=15,设第15天提价a元,由题意得 w=y(8+a﹣P)=(10x+100)[8+a﹣(0.1x+4.2)]=250(2.3+a) ∴250(2.3+a)﹣576≥49 ∴a≥0.2 答:第15天每顶帽子至少应提价0.2元. 21.(12分)(2023•鄄城县一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c 的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于C(0,3),A点在原点的左侧,B点的坐标 为(3,0).点P是抛物线上一个动点,且在直线BC的上方. (1)求这个二次函数及直线BC的表达式.(2)过点P作PD∥y轴交直线BC于点D,求PD的最大值. (3)点M为抛物线对称轴上的点,问在抛物线上是否存在点N,使△MNO为等腰直 角三角形,且∠NMO为直角,若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理 由. 【答案】(1)二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3,直线BC的表达式为y=﹣x+3; (2)PD的最大值为 ; (3)点N的坐标为( , )或( , )或( , )或( , ). 【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B(3,0),C(0,3), ∴ , 解得 , 设直线BC的表达式为y=kx+3,则3k+3=0, 解得k=﹣1, ∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3,直线BC的表达式为y=﹣x+3. (2)如图1,设P(x,﹣x2+2x+3), ∵PD∥y轴交直线BC于点D,, ∴D(x,﹣x+3), ∴PD=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x,∵PD=﹣x2+3x=﹣(x﹣ )2+ , ∴当x= 时,PD = , 最大 ∴PD的最大值为 . (3)存在,设N(m,﹣m2+2m+3), ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴抛物线y=﹣x2+2x+3的对称轴是直线x=1, 设直线x=1交x轴于点G,则G(1,0),MG⊥x轴, 作NF⊥MG于点F,则∠MFN=∠OGM=90°,F(1,﹣m2+2m+3), 如图2,点M在x轴上方,且点N在直线OM左侧, ∵∠NMO=90°,MN=OM, ∴∠FMN=∠GOM=90°﹣∠OMG, ∴△FMN≌△GOM(AAS), ∴MF=OG=1,FN=GM=1﹣m, ∴﹣m2+2m+3﹣(1﹣m)=1, 解得m = ,m = (不符合题意,舍去), 1 2 ∴GF=GM+MF=1﹣ +1= , ∴N( , ); 如图3,点M在x轴上方,且点N在直线OM右侧, 同理可得△FMN≌△GOM(AAS), ∴MF=OG=1,FN=GM=m﹣1, ∴m﹣1﹣(﹣m2+2m+3)=1, 解得m = ,m = (不符合题意,舍去), 1 2 ∴GF=GM﹣MF= ﹣1﹣1= ,∴N( , ); 如图4,点M在x轴下方,且点N在直线OM右侧, 同理可得△FMN≌△GOM(AAS), ∴MF=OG=1,FN=GM=m﹣1, ∴M(1,1﹣m), ∴﹣m2+2m+3﹣(1﹣m)=1, 解得m = ,m = (不符合题意,舍去), 1 2 ∴GF=GM﹣MF= ﹣1﹣1= , ∴y =y =﹣ = , N F ∴N( , ); 如图5,点M在x轴下方,且点N在直线OM左侧, 同理可得△FMN≌△GOM(AAS), ∴MF=OG=1,FN=GM=1﹣m, ∴M(1,m﹣1), ∴m﹣1﹣(﹣m2+2m+3)=1, 解得m = ,m = (不符合题意,舍去), 1 2 ∴GF=GM+MF=1﹣ +1= , ∴y =y =﹣ = , N F ∴N( , ), 综上所述,点N的坐标为( , )或( , )或( , )或( , ).声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2023/9/19 0:44:54;用户:gaga;邮箱:18376708956;学号:18907713