Как Яндекс узнаёт местоположение при заходе через Tor?

Как вариант - выходная нода тора в Москве.

Яндекс каждый раз безошибочно определяет - москва

Москва в яндекс устанавливается по-умолчанию, всегда.

Tor не скрывает местоположение?

Нет конечно. Он позволяет при определенном умении скрыть свой IP адрес от сайта на который вы заходите, и скрыть сайты на которые ходите от своего провайдера.

Как это ему удается, что это за магия?

Способов получить эту информацию масса. Особенно у яндекса.
Это и куки, и характеристики машины, и открытые сайты, и логин в своих аккаунтах. Да и вообще не факт что у вас весь трафик идет через тор.

WebRTC?

Есть скритпы которые основываясь на данных машины присваивают ему определённый индентификатор. Для формирования такого ID берётся вся возможная информация вплоть до установленных шрифтов и размера экрана (именно поэтому тор предлагает изменять размер окна браузера).
И так, вы зашли со своей машины не через тор, яндекс получил ваш ID и IP адрес.
Потом вы зашли через тор, яндекс получил ваш ID, и по нему нашел ваш IP в своей базе и другие данные.
-----------------
В открытом доступе есть довольно надежная библиотека для индентификации пользователя, конечно не на все 100% определяет. Так же я уверен в том что у яндекса есть инструменты покруче, и как показывает ваш случай, этот инструмент хорошо работает.