高考物理新力学知识点之牛顿运动定律全集汇编附答案解析(1)

高考物理新力学知识点之牛顿运动定律全集汇编附答案解析(1)
一、选择题
1．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力
D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力
2．如图所示，质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。

质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂，A、B接触但无挤压。

某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（g＝10 m/s2）
A．12 N B．22 N
C．25 N D．30N
3．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示.取g＝10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F 的大小分别为()
A．0.2,6N
B．0.1,6N
C．0.2,8N
D．0.1,8N
4．如图，倾斜固定直杆与水平方向成60角，直杆上套有一个圆环，圆环通过一根细线与一只小球相连接.当圆环沿直杆下滑时，小球与圆环保持相对静止，细线伸直，且与竖直方向成30角.下列说法中正确的
A ．圆环不一定加速下滑
B ．圆环可能匀速下滑
C ．圆环与杆之间一定没有摩擦
D ．圆环与杆之间一定存在摩擦
5．如图所示，质量m =1kg 、长L =0.8m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F =5N 的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F 做的功至少为( )（g 取10m/s 2）
A ．1J
B ．1.6J
C ．2J
D ．4J
6．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m 1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k .在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m 2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为( )
A ．伸长量为 1tan m g k θ
B ．压缩量为1tan m g k
θ C ．伸长量为 1m g k tan θ
D ．压缩量为1m g k tan θ 7．如图，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a 的加速度记为a 1，S 1和S 2相对原长的伸长分别为∆x 1和∆x 2，重力加速度大小为g ，在剪断瞬间（ ）
A ．a 1=g
B ．a 1=3g
C ．∆x 1=3∆x 2
D ． ∆x 1=∆x 2
8．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m 的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止， 并以此时为零时刻，在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示，g 为重力加速度，则（ ）
A ．升降机停止前在向下运动
B ．10t -时间内小球处于失重状态，12t t -时间内小球处于超重状态
C ．13t t -时间内小球向下运动，动能先增大后减小
D ．34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量
9．质量为2kg 的物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的规律为2
22(m)x t t =+。

该物体所受合力的大小为（ ）
A ．2N
B ．4N
C ．6N
D ．8N
10．在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s ，某行李箱的质量为5 kg ，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g 取10 m/s 2，则下列说法不正确的是（ ）
A ．开始时行李的加速度为2 m/s 2
B ．行李到达B 点时间为2 s
C ．传送带对行李做的功为0.4 J
D ．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.04 m
11．如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。

其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持1m /s v =的恒定速率运行。

旅客把
μ=，A、B间的距离行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数0.5
为2m，g取2
10m/s。

则（）
A．行李从A处到B处的时间为2s
B．行李做匀速直线运动的时间为1.9s
C．行李做匀加速直线运动的位移为1m
D．行李从A处到B处所受摩擦力大小不变
12．人乘坐电梯加速向上运动，下列说法正确的是（）
A．人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力
B．人对电梯地板的压力等于人的重力
C．电梯地板对人的支持力大于人的重力
D．电梯地板对人的支持力等于人的重力
13．一皮带传送装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦．现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平．若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是( )
A．速度增大，加速度增大
B．速度增大，加速度减小
C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大
14．人用绳子通过动滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳，使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，以下说法正确的是（）
A ．A 物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动
B ．A 物体实际运动的速度是v 0cos θ
C ．A 物体实际运动的速度是0cos v θ
D ．A 物体处于失重状态
15．如图所示，用平行于光滑斜面的力F 拉着小车向上做匀速直线运动。

若之后力F 逐渐减小，则对物体在向上继续运动的过程中的描述正确的是（ ）
A ．物体的加速度减小
B ．物体的加速度增加
C ．物体的速度可能不变
D ．物体的速度增加
16．如图所示，两个质量均为m 的物块A 和B 通过一轻弹簧连接在一起，并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A ，另一端固定在墙上，A 、B 与传送带间的动摩擦因数均为μ。

传送带沿顺时针方向匀速转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A 、B 的加速度大小分别为A a 和B a （弹簧在弹性限度内），重力加速度为g ，则（ ）
A ．A 2a g μ=，
B 0a =
B ．A 2a g μ=，B a g μ=
C ．A a g μ=，B 0a =
D ．A a g μ=，B a g μ=
17．如图，某人在粗糙水平地面上用水平力F 推一购物车沿直线前进，已知推力大小是80N ，购物车的质量是20kg ，购物车与地面间的动摩擦因数
，g 取，下列说
法正确的是（ ）
A．购物车受到地面的支持力是40N
B．购物车受到地面的摩擦力大小是40N
C．购物车沿地面将做匀速直线运动
D．购物车将做加速度为的匀加速直线运动
18．下列说法正确的是( )
A．物体的加速度不变，其运动状态一定不变
B．体积、质量很大的物体一定不能看成质点
C．1 N/kg＝1 m/s2
D．“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的基本单位
19．下列关于惯性的说法中正确的是（）
A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B．物体只有受外力作用时才有惯性
C．物体运动速度大时惯性大
D．物体在任何情况下都有惯性
20．在建筑工地上需要将一些材料由高处送到低处，为此工人设计了右图的简易滑轨：两根圆柱体木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙上，把一摞瓦放在两杆正中间，瓦将沿滑轨滑到低处．在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能会摔碎．为了减小到底端时的速度，下列措施可行的是( )
A．减少每次运瓦的块数
B．增多每次运瓦的块数
C．减少两杆之间的距离
D．增大两杆之间的距离
21．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()
A．等于零，对人不做功
B．水平向左，对人做负功
C．水平向右，对人做正功
D．沿斜面向上，对人做正功
22．2019年2月16日，世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛（第一站）在京举行，重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中，以386.60分的成绩获得第一名，当运动员压板使跳板弯曲到最低点时，如图所示，下列说法正确的是（）
A．跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力
B．弯曲的跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
C．在最低点时运动员处于超重状态
D．跳板由最低点向上恢复的过程中，运动员的机械能守恒
23．如图甲所示，一质量为1kg的滑块以初速度v A=12m/s自固定斜面底端A冲上斜面，到达C处速度恰好为零，小物块上滑的v—t图像如图乙所示已知斜面中AB段粗糙，BC段长为1.6m且光滑。

滑块在AB段的加速度是BC段加速度的两倍，g取10m/s2。

则斜面AB段的长度为（）
A．5.6m B．6.4m C．6.8m D．7.2m
24．关于惯性，以下说法中正确的是（）
A．水平拉动静止木块比水平拉着木块匀速运动所需的力大，所以静止物体惯性较大B．同一木块速度大时不易停下，所以速度较大的物体惯性也比较大
C．木块在粗糙桌面上运动时较容易停下，所以物体受到的摩擦力越大惯性就越小
D．物体惯性的大小与是否受外力作用或外力大小均无关
25．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。

B与小车平板间的动摩擦因数为μ。

若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（重力加速度为g）（）
A ．mg ，竖直向上
B ．mg 21μ+，斜向左上方
C ．mg tan θ，水平向右
D ．mg 21tan θ+，斜向右上方
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一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
【详解】
对结点O ： G= F 1sin θ；F 2=F 1cos θ，解得；，选项A 正确，B 错误； F 1和F 2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C 错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D 错误；故选A.
2．A
解析：A
【解析】
【详解】
剪断细线前，A 、B 间无压力，对A 受力分析，受重力和弹簧的弹力，根据平衡条件有：
21020A F m g ==⨯=N
剪断细线的瞬间，对整体分析，根据牛顿第二定律有：
()()A B A B m m g F a m m =+-+
代入数据得整体加速度为：6a =m/s 2
隔离对B 分析，根据牛顿第二定律有：
B B m g N m a -=
代入数据解得：12N =N ，故A 正确，BCD 错误。

故选A ．
3．A
解析：A
【解析】
【详解】
减速运动过程根据牛顿第二定律得，摩擦力
222N 4N f ma =-=⨯=
动摩擦因数
0.2f mg
μ=
= 加速运动过程根据牛顿第二定律得 1F f ma -=
解得：
14216N F f ma =+=+⨯=
故A 正确，BCD 错误；
故选A 。

4．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：以小球为研究对象，对小球进行受力分析，小球受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力，小球的合外力不为零，小球不可能匀速下滑，小球与圆环相对静止，一定都做匀加速运动；所以AB 项错误;假设圆环与杆之间没有摩擦，取整体为研究对象，()()
sin60+M m g M m a ︒+=，加速度2sin 60/s a g ︒==，以小球为研究对象，
当绳子的拉力和杆垂直时小球的加速度才为2/s ，因此小球的加速度不是
2/s ，说明环的加速度也不是2/s ，说明整体受到摩擦力，存在摩擦，C 错误D 正确
5．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
加速时，对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F 和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
F-μmg=ma 1
解得
a 1=1m/s 2
减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
-μmg =ma 2
解得
a 2=-4m/s 2
木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v ，根据位移速度公式，有
2a 1x 1＝v 2
2a 2x 2＝−v 2
122L x x ＝+ 解得
120.32m 5x L =
= W =Fx 1=1.6J
故选B ．
【名师点睛】 本题关键是找出作用时间最短的临界过程，然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度，再根据运动学公式列式求出力作用的位移，再根据恒力做功公式求解．
6．A
解析：A
【解析】 【详解】
对小球受力分析，如图所示：
由几何关系F 合=m 2g tan θ，由牛顿第二定律tan F a g m
θ==合，车向左加速或向右减速. 对小物体受力分析，受重力、支持力和弹簧弹力，合力等于弹簧弹力，根据牛顿第二定律F 弹=m 1g tan θ，物体受向左的弹力，结合胡克定律F kx =可知1tan m g x k θ=
；故选A ． 【点睛】
仅仅对物体受力分析，有时无法求出合力，本题中还必须要结合物体的运动情况进行受力分析，才能得到明确的结论．
7．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
剪断细线之前，以bc 物块为整体为研究对象
受力分析可知，轻弹簧S 1弹力
12F mg =
剪断细线一瞬间，绳子拉力立刻消失，但轻弹簧S 1的弹力F 1没有发生变化，对物块a 进行受力分析，由牛顿第二定律可知：
11mg F ma '+=
11F F '=
解得：
13a g =
单独以c 为研究对象，得轻弹簧S 2的弹力：
2F =mg
S 1和S 2是完全相同的弹簧，结合胡克定律得：
1122
2x F x F ∆==∆ 即：
122x x ∆=∆
ACD 三项与计算不符，故本题选B 。

8．C
解析：C
【解析】
【详解】
A ．初始时刻弹簧伸长，弹力平衡重力，由图象看出，升降机停止运动后弹簧的拉力先变小，即小球向上运动，小球的运动是由于惯性，所以升降机停止前小球是向上运动的，即升降机停止前在向上运动，故A 错误；
B ．0∼t 1时间拉力小于重力，小球处于失重状态，t 1∼t 2时间拉力也小于重力，小球也处于失重状态，故B 错误；
C ．t 1时刻弹簧的拉力是0，说明t 1时刻弹簧处于原长状态，t 1时刻之后弹簧的拉力又开始增大说明弹簧开始变长，所以t 1∼t 3时间小球向下运动，t 1∼t 3时间内，弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C 正确；
D ．t 3∼t 4时间内，小球向上运动，重力势能增大，弹簧势能减小，动能增大，根据系统机
械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量，故D 错误。

故选C 。

9．D
解析：D
【解析】
【详解】
位移随时间变化的规律
2012
x v t at =+ 根据题目中的表达式，应用待定系数法可知
212m/s 2
a = 解得加速度
24m/s a =
根据牛顿第二定律求解合外力
24N=8N F ma ==⨯
ABC 错误，D 正确。

故选D 。

10．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．行李开始运动时，由牛顿第二定律有
mg ma μ=
解得22m/s a =，故A 正确；
B ．行李匀加速运动的时间
0.4s 2s 0.2
v t a === 由于传送带的长度未知，故不能求出运动的时间，故B 不正确；
C ．行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为
221150.4J 0.4J 22
W mv =
=⨯⨯= 故C 正确； D ．行李和传送带相对滑动的时间为t =0.2s ，则在传送带上留下的痕迹长度为
0.40.2m 0.04m 222
vt vt x vt ⨯=-
=== 故D 正确。

故选B 。

11．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
把行李无初速度地放在A 处，行李做匀加速运动，由牛顿第二定律得
mg ma μ=
解得
25m/s a =
设行李做匀加速运动的时间为t 1，行李加速运动的末速度为v =1m/s ，则有
10.2s v t a
=
= 匀加速运动的位移大小为 2110.1m 2
x at == 行李速度达到v =1m/s 后与传送带共速，不再受摩擦力的作用，做匀速运动，匀速运动的时间为
2 1.9s L x t v
-=
= 所以行李从A 到B 的时间为 12 2.1s t t t =+=
选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

12．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
人乘坐电梯加速向上运动，具有向上的加速度，所以人处于超重状态，即人对电梯地板的压力大于人的重力，根据牛顿第三定律可知：电梯地板对人的支持力大于人的重力， C 正确．
故选C 。

13．D
解析：D
【解析】
【详解】
试题分析：对滑块：mg kx ma μ-=，在运动过程中摩擦力不变，弹力增大，所以加速度减小，物体先做加速度减小的加速运动，当弹力增大到大于摩擦力时，kx mg ma μ-=，
随弹力的增大，加速度增大，物体做加速度增大的减速运动直到速度减小为零，弹簧最长，所以A 、B 、C 错误；D 正确．
考点：本题考查牛顿第二定律
14．C
解析：C
【解析】
【详解】
ABC ．将A 沿杆向上的运动分解为沿绳子方向的直线运动和垂直绳子方向的运动，如图所示：
人拉绳子的速度等于A 沿绳子方向的分速度，则
0cos A v v θ=，
解得A 物体实际运动的速度
0cos A v v θ
=
， 故AB 两项错误，C 项正确．
D ．A 物体实际运动的速度 0A v v cos θ
=， θ增大，A 物体速度增大，即A 物体向上做加速运动，处于超重状态．故D 项错误。

故选C 。

【点睛】
绳连接、杆连接的物体沿绳（杆）方向的速度分量相等．
15．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．当F 减小，小车的加速度为
sin mg F a m
θ-=
方向沿斜面向下。

加速度随F 的减小而增大。

选项A 错误，B 正确；
CD ．小车速度沿斜面向上，加速度方向沿斜面向下，所以小车速度逐渐减小，选项CD 错误。

故选B 。

16．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
突然剪断轻绳的瞬间，B 在水平方向上受到的弹簧拉力和滑动摩擦力没有变，B 所受的合外力仍等于0，所以B 0a =，A 、B 和弹簧看成整体，则轻绳拉力2F mg μ=，绳子剪断瞬间，A 的合外力
2F F mg ma μ===合
所以
A 2a g μ=
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

17．B
解析：B
【解析】
【详解】
A .购物车沿水平面运动则在竖直方向受到的支持力与重力大小相等，方向相反，所以支持力
，故A 错误； B.购物车受到地面的摩擦力大小是：
，故B 正确； C.推力大小是，所以购物车沿水平方向受到的合外力：
，所以购物车做匀变速直线运动，故C 错误；
D.购物车的加速度： ，D 错误。

18．C
解析：C
【解析】
A 、速度是描述物体的运动状态的物理量，物体的加速度不变则速度一定是变化的，所以物体的运动状态一定改变。

故A 错误；
B 、体积、质量很大的物体在一定的条件下能看成质点，如描述地球绕太阳的公转时，地球也可以看作质点，故B 错误；
C 、2
21/1/1/kg m s N kg m s kg
⋅==，故C 正确； D 、米、秒都是国际单位制基本单位，牛顿是导出单位，故D 错误。

点睛：速度是描述物体的运动状态的物理量；当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可；力学国际基本单位有三个：米、千克、秒，其他的都是导出单位。

19．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
因为一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，不会因为外界因素的变化而变化，与物体是否运动、是否受力都没有任何关系．所以此A、B、C选项均错误．正确选项为D．20．D
解析：D
【解析】
由题意可知，斜面的高度及倾斜角度不能再变的情况下，要想减小滑到底部的速度就应当增大瓦与斜面的摩擦力，由f=μF N可知，可以通过增大F N来增大摩擦力；而增大瓦的块数，增大了瓦的质量，虽然摩擦力大了，但同时重力的分力也增大，不能起到减小加速度的作用，故改变瓦的块数是没有作用的，故AB错误；而增大两杆之间的距离可以增大瓦受到的两支持力的夹角，而瓦对杆的压力随夹角的增大而增大，故增大两杆间的距离可以在不增大重力分力的情况下增大瓦对滑杆的压力，从而增大摩擦力，故C错误，D正确；故选D．
21．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
人的加速度斜向右上方，即加速度有水平向右的分量，可知人的脚所受的静摩擦力水平向右，摩擦力的方向与位移方向成锐角，则静摩擦力做正功。

故选Ｃ。

22．C
解析：C
【解析】
【详解】
A. 跳板发生形变是因为运动员对跳板施加了力的作用，选项A错误；
B.运动员对跳板有压力是由运动员的脚发生形变而产生的，故B错误；
C.运动员在最低点具有向上的加速度，所以是处于超重状态，支持力大于重力，故C正确；
D.跳板由最低点向上恢复的过程中，支持力对运动员做功，机械能不守恒，故D错误。

23．B
解析：B
【分析】
【详解】
由v t -图像可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度
A 12m/s v =
由
2a a =AB BC
可得
A B B 00
2v v v t t -= 解得
B 4m/s v =
在上滑过程对AB 段有
22B A AB AB 2v v a s -=
对BC 段有
22C B BC BC 2v v a s -=
BC 1.6m s =
由以上各式解得
AB 6.4m s =
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

24．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．水平拉动静止木块比水平拉着木块匀速运动所需的力大，说明最大静摩擦力比滑动摩擦力大，而物体的惯性不变，故A 错误；
B ．同一木块速度大时不易停下，是因为减速需要的位移大，而质量大的物体惯性才大，故B 错误；
C ．惯性的大小是用质量来衡量，而不是由滑动摩擦力来量度，故C 错误；
D ．物体的惯性大小与物体是否受力和受力大小均无关，只与物体的质量有关，故D 正确。

故选D 。

25．D
解析：D
【解析】
【详解】
以A 为研究对象，分析受力如图：
根据牛顿第二定律得
tan A A m g m a θ=
解得
tan a g θ=
方向水平向右。

小车对B 的摩擦力为
tan f ma mg θ==
方向水平向右
小车对B 的支持力大小为
N =mg
方向竖直向上
则小车对物块B 产生的作用力的大小为
2221+tan F N f θ=+=方向斜向右上方
选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。