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本問のような片側が平らな凸レンズについては本編で解説してないのですが、この問題はレンズの問題というよりも、波の屈折の問題です。

波というものは、境界面に垂直に当たるときはそのまま真っ直ぐ進みますが、

斜めに当たるときは角度が変わります。

（境界面の前後で同じ媒質であれば角度は変わりませんが）

屈折率が小さくて波が速く進む媒質から、
屈折率が大きくて波が遅く進む媒質へ進行するときは、
入射角より屈折角の方が小さくなります。

逆に、
屈折率の大きい媒質から
屈折率の小さい媒質へ進行するときは、
入射角より屈折角の方が大きくなります。

凸レンズの境界面では、
屈折率の大きいガラスから、
屈折率の小さい空気への進行ですから、
屈折角が大きく、

空洞レンズの境界面では、
屈折率の小さい空気から、
屈折率の大きいガラスへの進行ですから、
屈折角が小さくなります。

答えは ③ です。

直感的に考えても、光の進み方は、「集光」の逆の「発散」になるだろうとなんとなくわかると思います。