padonak,
getElementsByTagName это "живая" коллекция элементов, которая обновляется при изменении html ... добавляйте клоны целиком а не по одному ... вариант ниже
<!DOCTYPE >
<html>
<head>
<title></title>
</head>
<body>
<img src="http://javascript.ru/forum/images/smilies/nono.gif" border="1" alt="test" />
<img src="http://javascript.ru/forum/images/smilies/nono.gif" border="1" alt="test" />
<img src="http://javascript.ru/forum/images/smilies/nono.gif" border="1" alt="test" />
<div id="output" style="border: #FF0000 solid 2px"></div>
<script type="text/javascript">
var listImg = document.getElementsByTagName('img');
var div = document.getElementById('output');
var f = document.createDocumentFragment();
for(var i=0; i<listImg.length; i++)
f.appendChild(listImg[i].cloneNode(false));
div.appendChild(f)
</script>
</body>
</html>