解题思路：①质量是物体本身的一种属性，不随位置、状态、形状、温度的改变而改变；
②气体的质量一定时，体积越大，密度越小；
③大气压随高度的升高而减小．
气球升空过程中，只是位置的改变，球内气体的质量不变；
大气压随高度的升高而减小，气球升空过程中，气球外的气压减小，为保证内外压强相等，所以球的体积增大来减小球内压强，气体的质量不变，体积越大，所以密度越小．
故选：D．
点评：
本题考点： 质量及其特性；密度公式的应用．
考点点评： 本题通过断线的氢气球升空的过程中，考查了质量是物体本身的一种属性、大气压随高度的变化而变化、质量一定时，体积越大，压强越小等知识点．