Beides sind grammatikalisch korrekte Sätze, aber bezogen auf die Situation, die Du beschreibst, ist Deine Variante die bessere.
Eine Katze ist auf einen Baum geklettert.
Die Variante mit Akkusativ zeigt die Richtung an ("Wohin ist die Katze geklettert?"). Zusammen mit der Zeitform des Perfekts ergibt sich eine Beschreibung eines gegenwärtigen Zustands ("Die Katze ist jetzt oben.") und eine Angabe, wie er erreicht wurde ("Sie ist hinaufgeklettert.") Das paßt sehr gut zu dem, was nach Deiner Beschreibung auf dem Bild zu sehen ist: die Katze ist auf dem Baum, und man kann annehmen, daß sie wohl durch Klettern dahin gekommen ist.
Eine Katze ist auf einem Baum geklettert.
Die Variante mit Dativ antwortet auf die Frage "Wo klettert die Katze?". Sie drückt aus, daß die Katze irgendwie auf den Baum gelangt ist und jetzt dort oben herumklettert. Auch das könnte zu dem Bild passen, aber dann würde man den Satz als Bildbeschreibung im Präsens formulieren, also
Eine Katze klettert auf einem Baum.
Vielleicht wollte Deine Lehrerin, daß Du diesen Aspekt betonst, aber dann hätte sie Dich auch auf die falsche Zeitform hinweisen müssen, denn im Perfekt funktioniert der Satz nicht als Bildbeschreibung. Er drückt dann aus, daß die Katze jetzt nicht mehr klettert und wahrscheinlich sogar schon wieder unten ist.
Auch wenn auf dem Bild zu sehen ist, daß die Katze sich nicht bewegt und offenbar Hilfe braucht, würde der erste Satz besser passen, denn die Hilfsbedürftigkeit entsteht ja eher dadurch, daß die Katze zwar auf den Baum (hinauf-)geklettert ist, aber nun nicht wieder herunterkommt - und nicht dadurch, daß sie zuvor eine Weile auf dem Baum herumgeklettert ist.