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本题考查的是逻辑的基本规律中的矛盾律。由题可知，第一个杯子和第四个杯子的命题是矛盾命题，必有一真一假。根据题意“4句话中只有一句真实”，可知第二、三个杯子的话均为假话，则命题“第二个杯子中不是矿泉水”“第三个杯子中是蒸馏水”为真。综上所述，D项正确。

A项，由所推结论“第三个杯子中是蒸馏水”，可知不是所有杯子中都是酸性溶液，故排除。

B项，由题意分析可知，第二个杯子的话为假，即第二个杯子中不是矿泉水，故排除。

C项，由题干只能得出有的杯子中不是酸性溶液，第三个杯子中是蒸馏水，不能推出所有杯子中都不是酸性溶液。故排除。

因此，本题正确答案为D。