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第五章 《二次函数》素养检测
(满分:100分 时间:90分钟)
班级:____________ 学号:____________ 姓名:____________ 分数:____________
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分,每小题有四个选项,其中只有一个是正确的)
1.(2026春·宝安区校级月考)下列函数中,一定是关于x的二次函数的是(D)
A.y=ax2+bx+c B.y=2x-3 C.y=x2- D.y=3x2+x-2
2.函数y=ax+1与y=ax2+bx+1(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是(C)
A. B.
C. D.
3.已知关于x的二次函数y=x2+(b-3)x-b的图象不经过第三象限,则实数b的取值范围是(C)
A.b<3 B.b>3 C.b≤0 D.b<0
4.(2025秋·越秀区校级月考)在函数y=2x2+4x-5的图象上有三点,A1(-2,y1),A2(-1,y2),A3(1,y3),则下列各式中,正确的是(C)
A.y1<y2<y3 B.y3<y2<y1 C.y2<y1<y3 D.y3<y1<y2
5.将抛物线y=x2-4x+3平移,使它平移后的顶点为(-2,4),则需将该抛物线(C)
A.先向右平移4个单位长度,再向上平移5个单位长度
B.先向右平移4个单位长度,再向下平移5个单位长度
C.先向左平移4个单位长度,再向上平移5个单位长度
D.先向左平移4个单位长度,再向下平移5个单位长度
6.(2025秋·惠城区校级月考)抛物线的对称轴为直线x=3,其所对应的二次函数的最大值为-5,且与y=x2的图象开口大小相同,则这条抛物线表达式为(B)
A.y=-(x+3)2+5 B.y=-(x-3)2-5
C.y=(x+3)2+5 D.y=(x-3)2-5
7.(2025秋·宝安区校级月考)如图,一抛物线型拱桥,当拱顶到水面的距离为2 m时,水面宽度为4 m。那么水位下降1 m时,水面的宽度为(B)
A. m
B.2 m
C.(-4) m
D.(2-4) m
8.(2025秋·广州校级期中)如图,已知抛物线y=ax2+c与直线y=kx+b交于A(-3,y1),B(1,y2)两点,则关于x的不等式ax2+c>kx+b的解集是(C)
A.x<-3或x>1
B.x>-3或x<1
C.-3<x<1
D.-1<x<1
二、填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
9.如果函数y=(m-3)x|m-1|+3x-1是二次函数,那么m的值为-1。
10.二次函数y=x2-2x+6的最小值是5。
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y1=ax2-2ax(a>0)和直线y2=kx(k>0)交于点O和点A.如果点A的横坐标是3,那么关于x的不等式kx>ax2-2ax的解集是0<x<3。
12.若二次函数y=x2+bx+c的部分图象如图所示,关于x的一元二次方程x2+bx+c=0的一个根为x1=3,则另一个根为x2=-1。
13.如图,壮壮同学投掷实心球,出手(点P处)的高度OP是 m,出手后实心球沿一段抛物线运行,到达最高点时,水平距离是5 m,高度是4 m。若实心球落地点为M,则OM=m。
三、解答题(本大题共7小题,共61分)
14.(6分)已知二次函数y=x2+4x-6,将二次函数的表达式化为y=a(x-h)2+k的形式,并写出二次函数图象的开口方向、对称轴、顶点坐标。
解:y=x2+4x+4-6-4=(x2+4x+4)-10
=(x+2)2-10,
∵a=1>0,
∴二次函数图象的开口向上,对称轴是直线x=-2,顶点坐标是(-2,-10)。
15.(6分)已知函数y=x2+2mx+m-1(m为常数),求证:不论m取何值,该函数图象与x轴总有两个公共点。
证明:根据二次函数与一元二次方程的关系,
函数y=x2+2mx+m-1的图象与x轴有两个公共点相当于一元二次方程x2+2mx+m-1=0有两个不相等的实数根,
此方程中Δ=(2m)2-4(m-1)=4m2-4m+4=4(m-)2+3>0,
∴不论m取何值,一元二次方程x2+2mx+m-1=0总有两个不相等的实数根,
即不论m取何值,该函数图象与x轴总有两个公共点。
16.(6分)如图,用一段长40 m的篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园ABCD,设菜园的一边AB长为x m,菜园的面积为S m2,当x为何值时,围成的菜园的面积最大?最大面积是多少?
解:∵AB=CD=x m,
∴BC=(40-2x)m,
根据题意,得S=x(40-2x)=-2x2+40x,
∵S=-2x2+40x=-2(x-10)2+200,
∴当x=10时,S有最大值,S最大=200,
即当x=10时,围成的菜园的面积最大,最大面积是200 m2。
17.(9分)动画电影《疯狂动物城2》全球公映,某文创公司在影片热映期间推出一款成本价为每卷3元的角色贴纸投放市场,售价范围为4元至7元,经过一段时间销售发现:每天销售贴纸的数量y(卷)与每卷售价x(元)满足函数关系y=-100x+1 400。
(1)公司将该贴纸每卷售价定为多少元时,每天销售该贴纸的利润可达1 800元?
(2)当每卷贴纸售价为多少元时,每天获利最大?最大利润为多少?
解:(1)由题意得(x-3)(-100x+1 400)=1 800,
解得x1=5,x2=12
∵4≤x≤7,
∴x=5。
答:公司将该贴纸每卷售价定为5元时,每天销售该贴纸的利润可达1 800元。
(2)设每天获利w元,
则由题意得,w=(x-3)(-100x+1 400)=-100x2+1 700x-4 200,
∴对称轴为直线x=8.5;
又∵-100<0,开口向下,且4≤x≤7,
∴由函数的性质可知,当x=7 时,w取得最大值,
此时,wmax=2 800。
答:当每卷贴纸售价为7元时,每天获利最大,最大利润为2 800元。
18.(10分)跳绳是一项促进学生体质健康发展的运动,可以发展学生的速度耐力、协调性、灵敏性等身体素质。如图,在跳绳时,绳甩到最高处的形状可近似看作抛物线,抛物线表达式的二次项系数为-0.1,已知甲、乙两名学生拿绳的手间距为6 m,距地面均为1 m,以甲所在的地面的O点为原点,建立如图所示的平面直角坐标系。
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)身高为1.63 m的小梦也想参加这个活动,她在距离甲1米的地方跳绳,请问她在跳绳时,头顶会碰到绳子吗?如果会碰到,她至少需要向乙移动多少米才不会碰到绳子(假定当绳甩到最高处时,学生双脚处于落地状态)?
解:(1)设抛物线的函数表达式为y=-0.1x2+bx+c,
由题意可知,点(0,1)和(6,1)都在该抛物线上,
∴ 解得
∴抛物线的函数表达式为y=-0.1x2+0.6x+1。
(2)∵y=-0.1x2+0.6x+1=-0.1(x-3)2+1.9,
∴当x=1时,y=-0.1(1-3)2+1.9=1.5,1.5<1.63,
∴小梦头顶会碰到绳子。
令1.63=-0.1x2+0.6x+1,解得x=3±,
∴她至少需要向乙移动3--1=(2-) (m)才不会碰到绳子。
19.(12分)如图,抛物线y=-x2+bx+c与直线y=x+2相交于A(-2,0),B(3,m)两点,与x轴相交于另一点C。
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线AB上方抛物线上的一个动点(不与A、B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB于点E,当PE=2ED时,求P点坐标;
(3)抛物线上是否存在点M使△ABM的面积等于△ABC面积的一半?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由。
解:(1)把B(3,m)代入y=x+2得:m=3+2=5,
∴B(3,5),
把A(-2,0),B(3,5)代入y=-x2+bx+c得:
解得
抛物线的解析式为y=-x2+2x+8;
(2)设P(t,-t2+2t+8),则E(t,t+2),D(t,0),
∵PE=2DE,
∴-t2+2t+8-(t+2)=2(t+2),
解得t=1或t=-2(此时P不在直线AB上方,舍去);
∴P的坐标为(1,9);
(3)M的坐标为(,)或(,)或(,)或(,)。
20.(12分)(2025·南山区三模)项目式学习
【问题情境】
新能源汽车高质量超级充电站快速发展,致力于实现“1 s充电1 km”。如图1,是一个新能源超级充电站,勤思小组对该超级充电站的设计方案和消防设备进行了研究。
【研究步骤】
如图2是该超级充电站的截面图,OA是安装充电桩的墙面,AB是充电站顶部的膜结构棚顶,可近似地看作抛物线的一部分,以点O为原点,表示地面的直线为x轴,OA所在的直线为y轴,建立如图2所示的平面直角坐标系。已知OA=2.5 m,点B为AB所在抛物线的最高点,其坐标为(4,3.5)。
(1)求AB所在抛物线的函数表达式;
【问题解决】
如图2,点C是AB上干粉灭火器的安装点,CD是长度为41 cm的干粉灭火器装置,点D为干粉喷射点。已知干粉喷射点D距离地面3 m时,对地面的保护半径为2 m。对空间的保护截面可近似地看作顶点为D的抛物线与x轴组成的封闭区域。安装点C可根据需要在AB所在抛物线上滑动,从D点喷出的干粉形成的抛物线形状相同。
(2)若干粉喷射点D距地面的高度恰好为3 m时,灭火器喷射时能不能覆盖着火点(1,1)?请说明理由;
(3)若灭火器喷射时,对空间的保护截面与墙OA的交点为(0,1.09),请直接写出点D的横坐标。
解:(1)由题意,AB所在抛物线的顶点坐标为(4,3.5),
∴设AB所在抛物线的表达式为y=a(x-4)2+3.5,
将点A(0,2.5)代入,得2.5=a(0-4)2+3.5,
解得a=-,
∴AB所在抛物线的表达式为y=-(x-4)2+3.5,即y=-x2+x+2.5。
(2)不能覆盖着火点(1,1),理由如下,由题意,得yD=3,yC=3+0.41=3.41,
对于y=-(x-4)2+3.5,令y=3.41,则3.41=-(x-4)2+3.5,
解得x=5.2(5.2>4舍去)或x=2.8,∴点C(2.8,3.41),∴点D(2.8,3),
设点D所在抛物线的表达式为y=b(x-2.8)2+3,
∵对地面的保护半径为2 m,
∴此抛物线与x轴的两个交点为(2.8-2,0)和(2.8+2,0),即(0.8,0)和(4.8,0),
将(0.8,0)代入得0=b(0.8-2.8)2+3,解得b=-,∴抛物线的表达式为y=-(x-2.8)2+3,
令x=1,则y=-(1-2.8)2+3=0.57<1,
∴点(1,1)在抛物线与x轴形成的区域的外侧,∴不能覆盖着火点(1,1)。
(3)点D的横坐标为。
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