D
分析:A、根据同底数幂的除法运算法则进行计算;
B、由完全平方和公式进行计算;
C、根据同类项的定义分析;
D、幂的乘方,底数不变,指数相乘.
解答:A、a12÷a6=a12-6=a6;同底数幂的除法,底数不变,指数相减;故本选项错误;
B、(a+b)2=a2+2ab+b2,故本选项错误;
C、a与2a2不是同类项,所以不能合并;故本选项错误;
D、(a3)2=a3×2=a6;故本选项正确.
故选D.
点评:本题综合考查了完全平方公式、合并同类项、幂的乘方与积的乘方以及同底数幂的除法.难度不大,只要在解题时多一份细心,就会多一份收获的.