No caso em apreço, é possível aceitar os dois tipos de concordância.
Poderemos optar pela concordância gramatical, na qual cabeça surge no plural concordando com o sujeito composto:
(1) «Ainda que revelassem alguma apreensão, pai e filha assomaram as cabeças para o interior e adentraram o compartimento.»
Não obstante, é possível também optar por uma concordância siléptica, ficando o nome cabeça no singular uma vez que se assume, pelo sentido, que se refere a cabeça de cada um (pai e filha):
(2) «Ainda que revelassem alguma apreensão, pai e filha assomaram a cabeça para o interior e adentraram o compartimento.»
No entanto, considerando que há possibilidade de ambiguidade, a melhor opção é a que se apresenta em (1), na qual cabeça surge no plural, indicando claramente que se fala da cabeça de cada uma das pessoas que surgem no sujeito.
Em nome do Ciberdúvidas, agradeço as gentis palavras que nos endereça.
Disponha sempre!