結論
無理です。
目的達成のためにはCPUのエミュレータが必要ですが、VirtualBoxは仮想化を行います。QEMUなどのエミュレータを使いましょう。
更新日時は古いですがこちらの記事がわかりやすいです。
使用しているCPUを擬装させる
目的からは逸れますが、OSが認識するCPUを変えることは可能です(実際に使われるのはホスト側のCPUと同じ)。使用用途は不明ですが、CPU確認を行うロジックの動作確認とかでしょうか。。。？
CPUプロフィール一覧の確認
Stack Exchangeに回答がありました。
VirtualBoxのインストールディレクトリに存在する「VBoxVMM.dll」を7zipなどで展開します。その中に含まれる「.rdata」の中から使用可能なCPUプロフィールを確認します。
※かなり強引な確認方法な気がします。もしあれば、正規の確認方法教えていただきたいです。
ゲストOSの設定変更
コマンドライン上で以下を実行します。
ゲストOS名「guest os name」のCPUを「AMD Athlon 64 3200+」に偽装します。
{VirtualBoxインストールディレクトリ}\VBoxManage modifyvm "guest os name" --cpu-profile "AMD Athlon 64 3200+"
ホスト側と同じCPUに戻す場合は以下を実行します。
{VirtualBoxインストールディレクトリ}\VBoxManage modifyvm "guest os name" --cpu-profile "host"