答案：
D
【解析】
识图分析可知，图中实验开始后的4个时间点a、b、c、d测得细胞液相对浓度（P值）先是开始增大到c时间点时达到最大后保持不变，则说明细胞在a-c时间内细胞一直在失水，到c点时细胞质壁分离达到最大程度。
A、a-b时间内，细胞液浓度增大，说明细胞失水，液泡体积逐渐减小，A错误；
B、c-d时间内，P值不再增大说明此时进出细胞的水分子数一样多，此过程中P值变化不受细胞壁的限制，B错误；
C、b-c时间内，光学显微镜下不能看到水分子运出细胞，C错误；
D、c-d时间内，P值不再变化说明此时进出细胞的水分子数一样多，该细胞虽表现为失水，但只有失水到一定程度才能表现出质壁分离现象，如果失水较少，则可能没有发生质壁分离，D正确。
故选D。