Различие в склонении будет наблюдаться только в в. п. мн. ч.: вижу горячие головы (неодуш.) - вижу горячих голов (одуш.). Здесь возможны колебания в склонении.
Это предложение сложное, в нем две грамматические основы.
Корректно: наполовину пустая, наполненная до половины.
Предпочтительно: мысли лезут в голову девушке.
Да, это пары родственных слов.