Правильно: одна две тысячи пятисотая секунды. Это порядковое числительное, а у составных порядковых числительных склоняется только последнее слово, остальные слова не изменяются. Например: двадцать первый день, пятьсот сороковой посетитель.

В разговорной речи нормы менее строгие и подобное употребление встречается.

Полагаем, что лучше так: Рекордсмены среди полиглотов в той или иной степени владеют 15—20 языками и часто делают их изучение своей главной целью. Во-первых, не все полиглоты делают изучение языков целью своей жизни, поэтому действительно заменяем на часто. Во-вторых, местоимения их будет достаточно, оно вполне может соотноситься со словом языки, будет понятно, что кто-то углубляет знание уже знакомых языков, а кто-то учит новые. 

Видите ли, мотивировка названия все же не вполне ясна. Например, на сайте «Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы» говорится о том, что рабочее название станции было «Улица Народного Ополчения», а утвержденное — «Народное Ополчение». Значит, названия станции и улицы, находящейся вблизи станции, все же связаны. Когда возможна двоякая трактовка написания, то есть слово или словосочетание можно подвести под два правила, приводящих к разным орфографическим формам, лингвисты говорят о двойной мотивации и выбирают одно написание в качестве нормативного, потому что орфографические варианты (особенно для индивидуальных названий) создают трудности в коммуникации. Выбор здесь за номинатором. Важно, чтобы название записывалось единообразно. Одно из написаний однозначно должно быть признано ошибочным.

По правилу и в соответствии со словарной рекомендацией нужно писать две н. Однако, как мы уже не раз писали, выбор н и нн в кратких отглагольных формах представляет собой проблему. Она сейчас изучается лингвистами. 

1. В такой конструкции возможно и раздельное, и слитное написание.

2. Склонять такие слова не нужно, следует перефразировать: закусил половиной ломтика, съел пол-ломтика. Одно из немногих склоняемых исключений: полставки, но работать на полставке.

Об исследовании орфографии сложных прилагательных можно прочитать, например, в статье Букчиной Б. З. и Калакуцкой Л. П. «Лингвистические основания орфографического оформления сложных слов» (см.: Нерешенные вопросы русского правописания / ред. коллегия: Р. И. Аванесов, Л. П. Калакуцкая, А. А. Реформатский ; АН СССР, Ин-т русского языка. М. : «Наука», 1974. С. 5–14); в предисловии к словарю Букчиной Б. З. и Калакуцкой Л. П. «Слитно или раздельно?» (1-е изд. М., 1972; 3-е изд., испр. и доп. М. 1982), в книге Бешенковой Е. В. и Ивановой О. Е. «Правила русской орфографии с комментариями» (Тамбов, 2012. С. 86–87; см. здесь).