解:(1)在Rt△ABC中,∵BC=20km,∠BAC=22°37′,
∴AB=

=

=52km,AC=ABcos∠BAC=52×

=48km,
方案①需要用时:

=

小时=52分钟,
方案②需要用时:

+

=

小时=52分钟,
方案③需要用时:

=47分钟,
∴方案③较好;
(2)①∵cos∠BPC=

,
设PC=2x,BP=3x,则BC=

=20,
解得:x=4

,
即可得PC=8

km,BP=12

km,
∴AP=AC-PC=(48-8

)km,
故可得所用时间为:

+

=

=

小时;
②

点M为AP上任意一点,汽车开到M点放冲锋舟下水,用时t
M=

,
汽车开到P放冲锋舟下水,用时t
P=

,
延长BP过M作MH⊥BP于H,
∵cos∠BPC=

,
∴PH=

MP,
又∵冲锋舟在海上航行的速度为60km/h,汽车在海岸线上行驶的速度为90km/h,
∴汽车行MP的时间=冲锋舟行PH的时间,
∴t
P=

=

,
∵BM>BH,
∴t
M>t
P;
点M在PC上任意一点时,过M作MH⊥BP于H,同理可证:t
M>t
P.
综上可得汽车行AM加上冲锋舟行BM的时间比车行AP加上冲锋舟行BP的时间要长.
分析:(1)解直角三角形ABC,可得出AB、AC的长度,然后分别求出三种方案需要的时间即可作出比较;
(2)①在Rt△BPC中求出BP、PC的长度,继而得出AP的长度,这样即可求出汽车行AP加上冲锋舟行BP的总时间;
②分两种情况讨论,1)当点M在AP上时,2)当点M在PC上时,过点M作MH⊥BP于点H,表示出t
M、t
P,根据cos∠BPC=

,可得PH=

MP,继而能判断出汽车行MP的时间=冲锋舟行
PH的时间,转换后比较即可得出结论.
点评:本题考查了解直角三角形的应用,及优化方案的选择,难点在最后一问,注意判断出汽车行MP的时间=冲锋舟行PH的时间是突破口,难度较大.