取BC中点E，连接OE，AE，则OE⊥平面ABCD，
∴∠OAE为AO与平面ABCD所成的角，
设正方体的棱长为2，则OE=1，AE=

5

，OA=

6

，
∴AO与平面ABCD所成的角的正弦值为

1

6

=

6

6

．
故选：D．