Как правильно: приложил ко лбу или приложил к лбу? Почему? Какое правило?

Правильным будет "приложил ко лбу".

Правило здесь следующее:

В данном случае возникает сочетание "лклб" из четырёх согласных. Очевидно, что при таком труднопроизносимом сочетании "к" заменяют на "ко".