专题22.9二次函数的应用:拱桥问题(重难点培优)-2021-2022学年九年级数学上册尖子生同步培优题典.docx
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1、2021-2022学年九年级数学上册尖子生同步培优题典【人教版】专题22.9二次函数的应用:拱桥问题(重难点培优)姓名:_ 班级:_ 得分:_注意事项:本试卷满分100分,试题共24题答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置 一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1(2020秋硚口区期中)如图,有一抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,当水面宽增加(26-4)m时,则水面应下降的高度是()A2mB1mC6mD(6-2)m【分析】根据已知得出直角坐标系,进而求出二次函数解析式,再
2、通过把x=6代入抛物线解析式即可得出答案【解析】建立平面直角坐标系,设横轴x通过AB,纵轴y通过AB中点O且通过C点,则通过画图可得知O为原点,抛物线以y轴为对称轴,且经过A,B两点,OAOB=12AB2米,抛物线顶点C坐标为(0,2),设顶点式yax2+2,代入A点坐标(2,0),得:a0.5,所以抛物线解析式为y0.5x2+2,把x=6代入抛物线解析式得出:y0.56+21,水面应下降的高度是1米,故选:B2(2020秋防城区期中)某涵洞的截面是抛物线形状,如图所示的平面直角坐标系中,抛物线对应的函数解析式为y=-14x2,当涵洞水面宽AB为16m时,涵洞顶点O至水面的距离为()A6mB1
3、2mC16mD24m【分析】把x8或8直接代入解析式即可解答【解析】依题意,设A点坐标为(8,y),代入抛物线方程得:y=-146416,即水面到桥拱顶点O的距离为16米故选:C3(2020秋湖里区校级月考)如图,我们把一个半圆与抛物线的一部分围成的封闭图象称为“果园”,已知点A,B,C,D分别是“果园”与坐标轴的交点,抛物线的解析式为yx24x5,AB为半圆是直径,则这个“果园”被y轴截得的弦CD的长为()A8B5C5+5D5-5【分析】由题意可求点A,点B,点D坐标,即可求AB的长,OD的长,根据勾股定理可求CO的长,即可得CD的长【解析】如图:连接CM,当y0时,yx24x50,解得x1
4、1,x25,A(1,0),B(5,0),AB6,又M为AB的中点,M(2,0),OM2,CM3,CO=CM2-OM2=32-22=5,当x0时,y5,所以OD5,CD5+5,故选:C4(2019秋大安市期末)如图是抛物线形拱桥,当拱顶高离水面2m时,水面宽4m,水面下降2.5m,水面宽度增加()A1 mB2 mC3 mD6 m【分析】根据已知确定平面直角坐标系,进而求出二次函数解析式,再通过把y2.5代入抛物线解析式得出水面宽度,即可得出答案【解析】建立平面直角坐标系,设横轴x通过AB,纵轴y通过AB中点O且通过C点,则通过画图可得知O为原点,抛物线以y轴为对称轴,且经过A,B两点,OA和OB
5、可求出为AB的一半2米,抛物线顶点C坐标为(0,2),设顶点式yax2+2,把A点坐标(2,0)代入得a0.5,抛物线解析式为y0.5x2+2,当水面下降2.5米,通过抛物线在图上的观察可转化为:当y2.5时,对应的抛物线上两点之间的距离,也就是直线y2.5与抛物线相交的两点之间的距离,可以通过把y2.5代入抛物线解析式得出:2.50.5x2+2,解得:x3,2342,所以水面下降2.5m,水面宽度增加2米故选:B5(2020江汉区校级一模)如图,隧道的截面由抛物线和长方形OABC构成,长方形的长OA是12m,宽OC是4m按照图中所示的平面直角坐标系,抛物线可以用y=-16x2+bx+c表示在
6、抛物线型拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面的高度相等,如果灯离地面的高度不超过8m那么两排灯的水平距离最小是()A2mB4mC42 mD43m【分析】根据长方形的长OA是12m,宽OC是4m,可得顶点的横坐标和点C的坐标,即可求出抛物线解析式,再把y8代入解析式即可得结论【解析】根据题意,得OA12,OC4所以抛物线的顶点横坐标为6,即-b2a=b13=6,b2,C(0,4),c4,所以抛物线解析式为:y=-16x2+2x+4=-16(x6)2+10当y8时,8=-16(x6)2+10,解得x16+23,x2623则x1x243所以两排灯的水平距离最小是43故选:D6(2019萧山区校级模拟)
7、有一座抛物线形拱桥,正常水位桥下面宽度为20米,拱顶距离水平面4米,如图建立直角坐标系,若正常水位时,桥下水深6米,为保证过往船只顺利航行,桥下水面宽度不得小于18米,则当水深超过多少米时,就会影响过往船只的顺利航行()A2.76米B6.76米C6米D7米【分析】根据已知,假设解析式为yax2,把(10,4)代入求出解析式假设在水面宽度18米时,能顺利通过,即可把x9代入解析式,求出此时水面距拱顶的高度,然后和正常水位相比较即可解答【解析】设该抛物线的解析式为yax2,在正常水位下x10,代入解析式可得4a102a=-125故此抛物线的解析式为y=-125x2因为桥下水面宽度不得小于18米所以
8、令x9时可得y=-12581=-3.24米此时水深6+43.246.76米即桥下水深6.76米时正好通过,所以超过6.76米时则不能通过故选:B7(2020秋天长市期末)河北省赵县的赵州桥的桥拱是近似的抛物线形,建立如图所示的平面直角坐标系,其函数的关系式为y=-125x2,当水面离桥拱顶的高度DO是4m时,这时水面宽度AB为()A20mB20mC10mD10m【分析】根据题意分别求出点A、B的坐标,计算即可【解析】由题意得,4=-125x2,解得,x10,即点A的坐标为(10,4),点B的坐标为(10,4),这时水面宽度AB为20m,故选:B8(2020秋和平区期末)如图是抛物线形拱桥,当拱
9、顶高离水面2m时,水面宽4m水面下降2.5m,水面宽度增加()A1mB2mC3mD6m【分析】根据题意建立合适的平面直角坐标系,设出抛物线的解析式,从而可以求得水面的宽度增加了多少,本题得以解决【解析】如右图建立平面直角坐标系,设抛物线的解析式为yax2,由已知可得,点(2,2)在此抛物线上,则2a22,解得a=-12,y=-12x2,当y4.5时,4.5=-12x2,解得,x13,x23,此时水面的宽度为:3(3)6,642,即水面的宽度增加2m,故选:B9(2020秋铜陵期中)如图,在水平地面点A处有一网球发射器向空中发射网球,网球飞行路线是一条抛物线,在地面上落点为B,有人在直线AB上点
10、C(靠点B一侧)竖直向上摆放若干个无盖的圆柱形桶,试图让网球落入桶内,已知AB4米,AC3米,网球飞行最大高度OM5米,圆柱形桶的直径为0.5米,高为0.3米(网球的体积和圆柱形桶的厚度忽略不计)当竖直摆放圆柱形桶至少()个时,网球可以落入桶内A7B8C9D10【分析】以抛物线的对称轴为y轴,水平地面为x轴,建立平面直角坐标系,设解析式,结合已知确定抛物线上点的坐标,代入解析式确定抛物线的解析式,由圆桶的直径,求出圆桶两边缘纵坐标的值,确定m的范围,根据m为正整数,得出m的值,即可得到当网球可以落入桶内时,竖直摆放圆柱形桶个数【解析】(1)以点O为原点,AB所在直线为x轴建立直角坐标系(如图)
11、,M(0,5),B(2,0),C(1,0),D(32,0),设抛物线的解析式为yax2+k,抛物线过点M和点B,0=4a+kk=5,解得:k5,a=-54,抛物线解析式为:y=-54x2+5;当x1时,y=154;当x=32时,y=3516,P(1,154),Q(32,3516)在抛物线上;设竖直摆放圆柱形桶m个时网球可以落入桶内,由题意得:3516310m154,解得:7724m1212;m为整数,m的最小整数值为:8,竖直摆放圆柱形桶至少8个时,网球可以落入桶内故选:B10(2020绵阳)三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线形,两小孔形状、大小完全相同当水面刚好淹没小孔时,大孔水面宽度为10米,
12、孔顶离水面1.5米;当水位下降,大孔水面宽度为14米时,单个小孔的水面宽度为4米,若大孔水面宽度为20米,则单个小孔的水面宽度为()A43米B52米C213米D7米【分析】根据题意,可以画出相应的抛物线,然后即可得到大孔所在抛物线解析式,再求出顶点为A的小孔所在抛物线的解析式,将x10代入可求解【解析】如图,建立如图所示的平面直角坐标系,由题意可得MN4,EF14,BC10,DO=32,设大孔所在抛物线解析式为yax2+32,BC10,点B(5,0),0a(5)2+32,a=-350,大孔所在抛物线解析式为y=-350x2+32,设点A(b,0),则设顶点为A的小孔所在抛物线的解析式为ym(x
13、b)2,EF14,点E的横坐标为7,点E坐标为(7,-3625),-3625=m(xb)2,x1=65-1m+b,x2=-65-1m+b,MN4,|65-1m+b(-65-1m+b)|4m=-925,顶点为A的小孔所在抛物线的解析式为y=-925(xb)2,大孔水面宽度为20米,当x10时,y=-92,-92=-925(xb)2,x1=522+b,x2=-522+b,单个小孔的水面宽度|(522+b)(-522+b)|52(米),故选:B二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上11(2020长春模拟)如图,一个涵洞的截面边缘是抛物线形现测得当水面宽AB1.6m
14、时,涵洞顶点与水面的距离是2.4m这时,离开水面1.5m处,涵洞的宽DE为265【分析】根据此抛物线经过原点,可设函数关系式为yax2根据AB1.6,涵洞顶点O到水面的距离为2.4m,那么B点坐标应该是(0.8,2.4),利用待定系数法即可求出函数的解析式,继而求出点D的坐标及ED的长【解析】抛物线yax2(a0),点B在抛物线上,将B(0.8,2.4),它的坐标代入yax2(a0),求得a=-154,所求解析式为y=-154x2再由条件设D点坐标为(x,0.9),则有:0.9=-154x2,解得:x65,所以宽度为265,故答案为:26512(2019秋建湖县期末)如图,有一个横截面边缘为抛
15、物线的隧道入口,隧道入口处的底面宽度为8m,两侧距底面4m高处各有一盏灯,两灯间的水平距离为6m,则这个隧道入口的最大高度为9.1m(精确到0.1m)【分析】由题意可知各点的坐标,A(4,0),B(4,0),D(3,4),又由抛物线的顶点在y轴上,即可设抛物线的解析式为yax2+c,然后利用待定系数法即可求得此二次函数的解析式,继而求得这个门洞的高度【解析】建立如图所示的平面直角坐标系由题意可知各点的坐标,A(4,0),B(4,0),D(3,4)设抛物线的解析式为:yax2+c(a0),把B(4,0),D(3,4)代入,得16a+c=09a+c=4,解得a=-47c=647,该抛物线的解析式为
16、:y=-47x2+647,则C(0,647)647m9.1m13(2020长春一模)如图是一座截面边缘为抛物线的拱形桥,当拱顶离水面2米高时,水面l为4米,则当水面下降1米时,水面宽度增加(26-4)米【分析】建立平面直角坐标系,根据题意设出抛物线解析式,利用待定系数法求出解析式,根据题意计算即可【解析】建立平面直角坐标系如图:则抛物线顶点C坐标为(0,2),设抛物线解析式yax2+2,将A点坐标(2,0)代入,可得:04a+2,解得:a=-12,故抛物线解析式为y=-12x2+2,当水面下降1米,通过抛物线在图上的观察可转化为:当y1时,对应的抛物线上两点之间的距离,也就是直线y1与抛物线相
17、交的两点之间的距离,将y1代入抛物线解析式得出:10.5x2+2,解得:x6,所以水面宽度为26米,故水面宽度增加了(26-4)米,故答案为:(26-4)14(2021工业园区一模)如图,“东方之门”通过简单的几何曲线处理,将传统文化与现代建筑融为一体,最大程度地传承了苏州历史文化如图,“东方之门”的内侧轮廊是由两条抛物线组成的,已知其底部宽度均为80m,高度分别为300m和225m,则在内侧抛物线顶部处的外侧抛物线的水平宽度(AB的长)为40m【分析】以底部所在的直线为x轴,以线段AB的垂直平分线所在的直线为y轴建立平面直角坐标系,用待定系数法求得外侧抛物线的解析式,则可知点A、B 的横坐标
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- 专题 22.9 二次 函数 应用 拱桥 问题 难点 2021 2022 学年 九年级 数学 上册 尖子 同步 培优题典
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