D
分析:分别根据幂的乘方与积的乘方法则、同底数幂的乘法及除法法则、负整数指数幂的运算对各选项进行逐一分析即可.
解答:A、由幂的乘方法则可知,(a
3)
2=a
6,故本选项错误;
B、由负整数指数幂的运算法则可知,-2x
-3=-

,故本选项错误;
C、由幂的乘方与积的乘方法则可知3a
2•2a
3=6a
5,故本选项错误;
D、由同底数幂的除法法则可知a
5÷a
3=a
2(a≠0),故本选项正确.
故选D.
点评:本题考查的是幂的乘方与积的乘方法则、同底数幂的乘法及除法法则、负整数指数幂的运算法则,属较简单题目.