A、指数不同的式子不能直接加减,是错误的;
B、不是同类根式无法直接相加减,是错误的;
C、根据同底数幂相乘的法则即可判定是错误的;
D、利用多项式除以单项式的法则判定是正确的.
【解析】
A、指数不同的式子不能直接加减,所以2x5-3x3=-x2是错误的;
B、不是同类根式无法直接相加减,则2是错误的;
C、∵(-x)5•(-x2)=x7;∴(-x)5•(-x2)=-x10是错误的;
D、(3a6x3-9ax5)÷(-3ax3)=3a6x3÷(-3ax3)-9ax5÷(-3ax3)=3x2-a5,所以是正确的.
故选D.