D
分析：根據(jù)同底數(shù)冪的乘法法則：同底數(shù)冪相乘，底數(shù)不變，指數(shù)相加；冪的乘方法則：底數(shù)不變，指數(shù)相乘；合并同類項的法則：把同類項的系數(shù)相加，所得結果作為系數(shù)，字母和字母的指數(shù)不變；積的乘方法則：把每一個因式分別乘方，再把所得的冪相乘分別進行計算，可分析出答案．
解答：A、a•a2=a2+1=a3，故此選項錯誤；
B、（a3）5=a3×5=a15，故此選項錯誤；
C、a4+a4=2a4，故此選項錯誤；
D、（xy3）2=x2y6，故此選項正確；
故選：D．
點評：此題主要考查了同底數(shù)冪的乘法、冪的乘方、積的乘方、合并同類項，關鍵是熟練掌握個計算法則．
