Намиране на обект въз основа на елемент от масив, връщане само на съответстващ елемент от масив?

Можете да включите и двата id термина в една заявка и проекцията на единичен елемент ще продължи да работи:

Person.findOne({_id: personId, 'things.id': 2}, {'things.$': 1}, 
    function(err, person) { ...