Как реализовать связь двух таблиц через две промежуточные в active record?

Странно, что получается такая большая разница. Возможно, зависит от версии БД и запросов, которые выполнялись для теста, ну и "секундомер", использованный для замера времени выполнения.

Как реализовать связь двух таблиц через две промежуточные в active record?

А нельзя создать VIEW в БД и выполнять запросы к ней? Или вместо ActiveRecord использовать ActiveQuery.