「きょうと」の「きょ」はストレスが置かれるので/k/と/ou/の間には/i/を非音素二重母音化した半母音が挟まれる
「とうきょう」の「きょ」は一般に二重母音化していない/i/が挟まれるけど方言と個人の癖次第で非音素二重母音化されることもある
/i/を非音素二重母音化した半母音は日本語の/y/に近いので「きおう」より「きょう」寄りだと感じてもおかしくない

もしTokyoと言うときその英米人本人が/k/の次に/y/を言っていると思ってるのに
あなたの耳には/i/に聞こえるなら、その人の発音はKyotoでも「きおぅ」のように聞こえる
逆に本人は/i/と認識してる場合はKyotoがどう聞こえるかはあなたの耳次第

↓でラッパの形のマークをクリックすると/y/が挿入された場合が聴ける
http://www.merriam-webster.com/dictionary/kyoto

ちなみに日本語の「きょ」はローマ字ではkyoと書くけど実際の発音では/y/の音など挟まれていない
上で説明したように/k/を口蓋化した単一の子音と「お」という母音のみ
なのでkyoと発音されてもkioと発音されても、日本語の「きょ」とは本質的に違う
英語を話せないならその二つを聞き分けられなくてもおかしくないし
また日本語の「きょ」との違いがわからない人もいる

earとyearがまったく同音に聞こえる日本人は意外と多い

http://www.merriam-webster.com/dictionary/ear
http://www.merriam-webster.com/dictionary/year

この二つが聞き分けられないなら、仮にTokyoとKyotoで「きょ」に違いがあると感じたとしても
それは/i/と/y/の違いそれ自体を直接聞き取ってるわけじゃない