自问自答一下。

\documentclass{ctexbeamer}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{unicode-math}
\setmathfont{Fira Math}
\setmathrm{Fira Sans}
\begin{document}
$fit$\\
$\mathit{fit}$
\end{document}

XeLaTeX 编译结果如下：

其实就是加上了 \setmathrm{Fira Sans}，但其实是有很多侥幸因素的，比如恰好针对 Fira Math 能找到同源的 Fira Sans，从而最终结果看起来还算搭。

其实我的想法就是最好 \setmathrm{Fira Math} 也能行得通，那就不用 \setmathrm{Fira Sans} 了，但是如问题描述中所说的，并不行。我的理解是 Fira Sans 的 italic 版本能被 \mathit “抓到”，但“Fira Math 的 italic 版本”（不知道是不是有）不能被 \mathit 直接“抓到”，但我感觉应该能以其他方式，比如设置哪项参数，获取到 Fira Math 的“italic 版本”（因为看了 https://stone-zeng.github.io/2020-05-02-use-opentype-fonts-iii/ 中设置 StylisticSet 的例子，感觉可能可行，当然可能并不是从这设置的），但我不会，所以感觉这个答案也是说不上完美的。（beamer 里把数学字体调成协调的无衬线真是头疼）