解题思路：根据矩形性质得出∠ABC=90°，AC=BD，OA=OC=[1/2]AC，OB=OD=[1/2]BD，推出OA=OB，求出等边三角形AOB，求出OA=OB=AB=5，即可得出答案．
∵∠AOD=120°，
∴∠AOB=180°-120°=60°，
∵四边形ABCD是矩形，
∴∠ABC=90°，AC=BD，OA=OC=[1/2]AC，OB=OD=[1/2]BD，
∴OA=OB，
∵∠AOB=60°，
∴△AOB是等边三角形，
∵AB=5cm，
∴OA=OB=AB=5，
∴AC=2AO=10，BD=AC=10．
故答案为：10．
点评：
本题考点： 矩形的性质；等边三角形的判定与性质．
考点点评： 本题考查了矩形的性质和等边三角形的性质和判定的应用，解此题的关键是求出OA、OB的长，题目比较典型，是一道比较好的题目．