解：当轨道平面与水平面成 $30 °$ 角时，重力、电场力的合力 $F_{0}$ 必沿悬绳方向，受力如图：

设电场强度方向与合力 $F_{0}$ 成 $α$ 角，则 $q E sin α = m g cos 30 °$ ．

$α = 30 °$ ，即电场水平向左．

或 $α = 150 °$ ，电场沿图中虚线 $Q R$ 斜向上，当 $α = 30 °$ 时，重力电场力合力最大，小球做圆周运动速度最大，此时合力 $F_{0} = m g / sin 30 ° = 2 m g$ ．

当小球恰好做圆周运动时，在P点速度最小时，线的拉力为 $0$ ， $F_{0}$ 提供向心力，即 $F_{0} = m \frac{v_{1}^{2}}{L}$ ．

对小球从圆周运动的“最高点” $P$ 到“最低点” $Q$ 的过程运用动能定理，有： $F_{0} \cdot 2 L = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}$

$\Rightarrow v_{2} = \sqrt{10 g L}$ ．

湖北省名师联盟2019-2020学年高三上学期物理第二次月考仿真金卷