（1）20世纪70年代库柏和谢帕德用减法反应时实验证明了心理旋转的存在。Cooper等人用不同倾斜角度的正和反（镜像）的字母，如非对称性字母或数字R、J、2、5等来研究表象的旋转。实验结果表明，当图片旋转180°时，无论正反，反应时最长，而当图片旋转0°的时，反应最短。这说明被试在辨别图形时，需要将头脑中贮存的图形表象进行旋转，随着角度增加，反应时也随着延长，二者之间呈线性关系。
（2）心理旋转实验的逻辑
心理旋转的实验逻辑就是减法反应时的实验逻辑∶如果一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，且除此之外二者在其他方面均相同，那么这两种反应时的差即为此心理过程所需时间。在心理旋转实验中，除了被知觉对象需要心理旋转的角度不同外，别无差异，两者的反应时之差就是通过心理旋转来消除两者角度差所需的时间。如发现两个任务的反应时确有差异，而且这种差异和两个任务之间的角度差呈正比关系，就可证明心理旋转的确存在。