分析:根据合并同类项,只把系数相加减,字母与字母的次数不变;同底数幂相乘,底数不变指数相加;同底数幂相除,底数不变指数相减;积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘,对各选项分析判断后利用排除法求解.
解答:解:A、应为a2+a2=2a2,故本选项错误;
B、应为a2•a3=a5,故本选项错误;
C、应为a6÷a3=a3,故本选项错误;
D、(ab2)2=a2b4,正确.
故选D.
点评:本题考查同底数幂的乘法法则,同底数幂的除法,合并同类项,积的乘方的性质,熟练掌握运算法则是解题的关键.