解:要探究浮力大小与液体密度的关系,需控制排开液体体积$V_{排}$不变,改变液体密度$\rho_{液}$。
原实验中,袋内装水,浸入水中,当测力计示数为零时袋内外水面相平,此时$V_{排}=V_{袋内水}$。
A. 袋内换等体积甲液体,袋外水不变。因$\rho_{甲}>\rho_{水}$,袋内液体重力增大,为使测力计示数为零,需更大浮力,即$V_{排}$增大,袋会下沉更多,$V_{排}$改变,不符合控制变量。
B. 袋内换等体积乙液体,$\rho_{乙}<\rho_{水}$,袋内液体重力减小,浮力需减小,$V_{排}$减小,袋会上浮,$V_{排}$改变,不符合。
C. 袋外换甲液体($\rho_{甲}>\rho_{水}$),袋内水不变。浮力$F_{浮}=\rho_{甲}gV_{排}$,袋内水重力$G=\rho_{水}gV_{袋}$。因$\rho_{甲}>\rho_{水}$,要使$F_{浮}=G$,需$V_{排}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{甲}}V_{袋}<V_{袋}$,$V_{排}$小于原$V_{袋内水}$,$V_{排}$改变,不符合。
D. 袋外换乙液体($\rho_{乙}<\rho_{水}$),袋内水不变。$F_{浮}=\rho_{乙}gV_{排}=G=\rho_{水}gV_{袋}$,则$V_{排}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{乙}}V_{袋}>V_{袋}$,此时袋会下沉,袋内外液面仍相平(袋有弹性可容纳更多体积),$V_{排}=V_{袋内水}$(袋内水体积不变),$V_{排}$不变,仅液体密度改变,符合控制变量。
结论:正确方案为D。
D