选C,whom正确!

原因：
先行词是the girl,而定语从句谓语动词是talked with,
与某人交谈就是：talk with sb,因此,先行词在定语从句中作宾语,最好使用宾格whom.

而其实,这里,由于介词with保留在从句谓语动词后面,【也可以使用who来代替whom】.只是,选项中并没有它.
但是,如果把从句变为【介词+关系代词】形式,即with提前——
The girl 【with whom】you talked at the school gate is our new math teacher.
这里就不能用who,只能用whom了.

祝你开心如意!