Исходное словосочетание «спросил с недоумением» имеет вид «глагол + существительное с предлогом». Связь — управление. Чтобы заменить его синонимичным словосочетанием со связью примыкание, нужно заменить существительное с предлогом на наречие.
Слово «недоуменно» является наречием и обозначает способ действия, поэтому оно будет примыкать к глаголу «спросил».
Ответ: спросил недоуменно